
金屬膜反射鏡
銀一度是最盛行的金屬材料,直到20世紀(jì)30年代中期,它是精密光學(xué)儀器的主要反射膜材料,一般是在液體中用化學(xué)方法鍍制的。液體化學(xué)鍍制法用于生產(chǎn)建筑中使用的反射鏡,在這種應(yīng)用中,用極薄的一層錫保證銀膜與玻璃表面的鍵合,并通過加入銅外層來保護(hù)銀膜。在外表面應(yīng)用中,銀與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng),因?yàn)樾纬闪蚧y而失去光澤。但因?yàn)殂y膜剛鍍完后具有高反射率以及銀極易蒸發(fā)的性能,故仍用它作為短期使用元件的常用材料。銀也常常用在那些需要暫時(shí)鍍膜的元件,如檢驗(yàn)平面度的干涉儀平板。在下一節(jié)中,我們將更完整地論述具有保護(hù)膜的銀膜。
20 世紀(jì) 30年代,作為天文反射鏡的先驅(qū)者,John Strong用蒸鍍的鋁膜替代化學(xué)方法制作的銀膜。
鋁容易蒸發(fā),有較好的紫外、可見光和紅外反射率,同時(shí)又能牢固地黏附到包括塑料在內(nèi)的大多數(shù)材料上,因此,鋁是鍍制反射鏡最常用的金屬材料。雖然鋁鏡在鍍好之后表面總是立即形成薄的氧化層,有助于防止鏡面受到進(jìn)一步的腐蝕,但是在使用過程中,鋁鏡的反射率仍然逐漸下降。因?yàn)樵谑褂弥?,特別是若鋁鏡完全暴露在外部工作,那么灰塵和污物不可避免地聚集在鏡面上,從而使反射率下降。大多數(shù)儀器的性能,并不因反射率的輕微下降而受到嚴(yán)重影響。但是在那些著眼于最大限度地收集光能的情況下,由于很難做到清洗鋁鏡的同時(shí)而又不損壞膜層,所以采用將鍍件定期重鍍的方法。這種情況特別適用于大型反射式天文望遠(yuǎn)鏡。因?yàn)橹鞣瓷溏R很大很重,通常用專門安裝在天文臺(tái)的鍍膜機(jī)將望遠(yuǎn)鏡的主反射鏡每年重新鍍-次鋁膜,并且在蒸鍍時(shí)通常不旋轉(zhuǎn)它們,而是用多個(gè)蒸發(fā)源來保證薄膜厚度的均勻性。鋁至今仍用在大多數(shù)望遠(yuǎn)鏡中,但一些最新的望遠(yuǎn)鏡蒸鍍有包含銀保護(hù)膜的更先進(jìn)的金屬膜。
金可能是鍍制紅外反射膜的最好材料。由于在可見光區(qū)金膜的反射率迅速下降,所以實(shí)際上金膜只有在波長(zhǎng)超過700nm 后才采用。金鍍于玻璃上,會(huì)形成易受損傷的較軟的薄膜但是金卻能與鉻膜或鎳鉻(含 80%的鎳和20%的鉻的電阻)膜牢固地黏附,因此,在金膜與玻璃基底之間,常用鉻膜或鎳鉻膜作為間隔層。
銠(Rh)和鉑(Pt)的反射率遠(yuǎn)低于上述其他金屬,只有在那些對(duì)抗腐蝕有特殊要求的情況下才使用它們。這兩種金屬膜都能牢固地黏附在玻璃上。牙科用的反射鏡所處的外部環(huán)境非常糟糕,必須通過加熱消毒,因此通常鍍有銠膜。銠膜還用在一些汽車的后視鏡中,后視鏡經(jīng)常是前表面反射鏡,在汽車的外邊,容易受天氣、清潔過程的影響,在做清潔處理時(shí)要格外小心。早期的文章指出,銠膜的優(yōu)勢(shì)在于它比鋁膜具有更好的穩(wěn)定性。
鉻比銠便宜一些,也常常用在汽車的后視鏡中。
——本文由光學(xué)鍍膜設(shè)備廠家振華真空發(fā)布