K9高精度平面反射镜

K9高精度平面反射镜

一、概述
平面反射镜的反射面是一个平面，是一种能够用于多种应用的反射镜，包括光束转折、干涉测量，或在成像系统中用作为光学组件。
K9光学玻璃是一种宽光谱透过优异的光学材料，其在350nm-2000nm均具有高透过率，具有较高的硬度，能够承受多种物理和化学刺激，气泡和杂质含量较低，所以常被作为各种光学元件的基底使用，用来制作各种光学元件。
K9高精度平面反射镜的表面面型是λ/10@632.8nm。包括无镀膜，普通铝膜+保护，紫外反铝膜+保护，银膜+保护，金膜+保护的各种镀膜类型。
二、金属反射膜介绍
2.1 金属的介电常数与Drude模型
介电常数是决定电磁波传播性质的重要参数。金属的介电常数可以用Drude色散模型来描述，也称为自由电子气模型。根据Drude色散模型，金属的相对介电常数Ɛ(ω)为：
                           （1）
式中，γ为电子速度的衰减常数，ω为入射光频率，ωp称为自由电子所形成的等离子体的振荡固有角频率。可表示为：
                                 （2）
e是电子的电荷，n是电子的密度，Ɛ0是真空中的介电常数，m0是电子的质量。
经过相关的数学运算，Ɛ(ω)可分解为包含实部Ɛ‘和虚部Ɛ”的形式，实部Ɛ‘和虚部Ɛ”的具体表达式分别为：
 ，      （3）
介电常数的实部Ɛ‘对应于光传播时电场振幅的比例，而虚部Ɛ”则对应于光的能量损耗。
2.2 金属的复折射率与吸收损耗
金属的复折射率可表示为：
                       （4）
其中，实部 n 是金属的折射率，决定了光波在金属中的传播速度；虚部 k 被称为消光系数，表征光波在金属内传播时的能量衰减（即光能吸收）。
公式（4）的等式两边都经过平方后，可以得出介电常数的实部、虚部与复折射率满足如下关系：
                      （5）
―般金属膜都具有较大的消光系数。当光束由空气入射到金属表面时，进入金属内的光振幅迅速衰减，使得进入金属内部的光能相应减少，从而反射光能增加。同时消光系数越大，进入金属内部的光能吸收越大，导致反射率降低，这也是金属反射镜存在一定吸收的原因。

图1 金属反射镜反射示意图
2.3 不同金属膜的光学特性
不同金属的自由电子浓度和碰撞频率不同，导致其光学特性存在显著差异：
铝膜：最常用、最经济的金属反射膜，从紫外（~200nm）到红外都有良好反射率（80%~90%）。但硬度较软，易划伤，在空气中会氧化。铝膜本身易氧化，但镀致密保护膜（如 SiO₂）后，可有效隔绝空气与水汽，铝层基本不再氧化，反射率与耐久性大幅提升。
银膜：在可见光和红外区反射率>90%，优于铝。但极易硫化发黑，耐久性极差，必须加保护膜（如SiO₂），在蓝光和紫外波段反射率迅速下降。
金膜：红外波段的“王者”，在波长>800nm的红外区，平均反射率>95%，且非常稳定。但对可见光反射率一般（呈金色），且成本较高。同样，金膜通常也需要镀保护膜，能够避免金膜受到损伤，且更方便清洁。