定義:
可以反射光的器件。
反射鏡是能夠反射光的光學(xué)器件。但是,只有當(dāng)入射角等于反射角的光學(xué)裝置才稱為反射鏡(如圖1)。這表示衍射光柵等,并不能稱作反射鏡,盡管它們可以反射光。
反射鏡表面不一定是平的,存在曲面反射的反射鏡。
反射鏡的性質(zhì) 圖1:反射鏡反射光。
反射鏡具有一些基本的性質(zhì):
反射率是反射光功率所占的百分比。通常它與波長和入射角有關(guān),還與偏振方向有關(guān)。
反射相位是反射光的相移,即光反射前后光產(chǎn)生的相位變化。相移與波長和偏振方向有關(guān)。如果s偏振和p偏振的相位變化不同(非垂直入射),那么即使入射光是純s或p偏振,入射光偏振態(tài)反射后都會發(fā)生改變。
反射鏡只工作于有限波長范圍,只有在該區(qū)域才能得到需要的反射率。該區(qū)域?qū)挾确Q為反射帶寬。帶寬值與入射角度、偏振態(tài)還有反射率允差有關(guān)。
入射角范圍也是有限的,尤其是對于介質(zhì)反射鏡。
在許多應(yīng)用中還需要考慮其他的一些性質(zhì):
在激光器技術(shù)中需要很高的表面質(zhì)量。表面平滑度通常用波長表征,例如λ?/?10。由于表面缺陷很大程度上是一個隨機(jī)現(xiàn)象,只能給出其統(tǒng)計(jì)學(xué)表征。對于小的局部缺陷,常用“劃痕和坑”來表征。其中包含劃痕的最大長度(十分之一微米)和坑的最大半徑(百分之一微米)。例如,劃痕-坑的值為20-10表明劃痕的最大長度為2微米,坑的最大直徑為0.1微米。
當(dāng)采用高功率激光器時,需要考慮光學(xué)損傷閾值,尤其是脈沖激光器,因?yàn)槠浞逯倒β屎芨摺?/span>
反射鏡類型
金屬反射鏡
通常的家用反射鏡為銀反射鏡。是由金屬盤并且其一側(cè)涂覆銀涂層得到的。涂層足夠厚可以抑制兩邊光的透射。然而,反射率比100%小,因?yàn)殂y涂層會吸收一部分的光。家用反射鏡的涂層通常是位于內(nèi)側(cè),外面是玻璃表面,很容易清洗。其它應(yīng)用中,光通常直接入射到涂層上,而不需要射到襯底上。
激光器技術(shù)和基礎(chǔ)光學(xué)中,存在更先進(jìn)的金屬反射鏡。這些反射鏡的表面通常還有附加的涂層是為了提高反射率同時保護(hù)金屬涂層避免被氧化??梢圆捎枚喾N金屬做反射鏡涂層,例如,金,銀,銅和鎳鉻合金。
詞條金屬反射鏡中有更多的細(xì)節(jié)。
介質(zhì)反射鏡
激光器技術(shù)和基礎(chǔ)光學(xué)中最重要的反射鏡為介質(zhì)反射鏡。這種反射鏡包含多層薄介質(zhì)涂層。它是利用不同涂層截面的反射效應(yīng)結(jié)合在一起。常用的一種類型為布拉格反射鏡(四分之一波長反射鏡),這是簡單的在某一波長(布拉格波長)處能得到最高反射率的一種反射鏡。
參閱詞條介質(zhì)反射鏡得到更多細(xì)節(jié)。
常采用激光反射鏡形成激光器諧振腔,通常為介質(zhì)反射鏡,具有很高的光學(xué)質(zhì)量和高的光學(xué)損傷閾值。還存在超級反射鏡,其反射率非常接近100%,而啁啾反射鏡則具有系統(tǒng)厚度變化的薄膜。
曲面反射鏡
大多數(shù)曲面反射鏡的表面的球形的,由曲率半徑R表征。凹面反射鏡表面是作為聚焦反射鏡,而凸面則具有散焦的行為。除了光束方向發(fā)生變化,這一反射鏡更像是一個透鏡。正入射的情況下,焦距為R?/?2,即曲率半徑的一半。而非垂直入射入射角為θ 時,焦距在切平面上為(R?/?2)?•?cos?θ,矢狀面上為(R?/?2)?/?cos?θ。
還有拋物線反射鏡,其表面為拋物線型。緊聚焦的情況下,通常采用軸外拋物線反射鏡,這樣得到的焦點(diǎn)在入射光束外面。
二向色鏡
二向色鏡是對于兩個不同波長的光的反射特性不同。它通常是合適設(shè)計(jì)的薄層介質(zhì)反射鏡。
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