1.1研究目的及意义

所谓光学薄膜是指其厚度能够光的波长相比拟，其次要能对透过其上的光产生作用。具体在于其上下表面对光的反射与透射的作用。光学薄膜的定义是：涉及光在传播路径过程中，附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层，通过分层介质膜层时的反射、透（折）射和偏振等特性，以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊形态的光。 光学薄膜是为改变光学零件表面光学特性而镀在光学零件表面上的一层或多层膜。可以是金属膜、介质膜或这两类膜的组合。光学薄膜是各种先进光电技术中不可缺少的一部分，它不仅能改善系统性能，而且是满足设计目标的必要手段，光学薄膜的应用领域设及现代光学系统的各个方面，包括激光系统，光通信，光显示，光存储等．主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用，获得了科学技术工作者的日益重视。光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。 光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。在制备原理上，光学薄膜的制备技术是把薄膜材料按照一定的技术途径和特定的要求沉积为薄膜。光学薄膜可以采用物理气相学沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和化学液相沉积(CLD)3种技术来制备，物理气相学沉积(PVD)制备光学薄膜这一技术目前已被广泛采用，从而使各种光学薄膜在各个领域得到广泛的应用。 因此此次的课程设计就光学多层膜的通带特性计算展开研究，总结光学薄膜的分析方法,了解光学薄膜的应用现状与技术要点，采用MATLAB编写程序，计算常见的几种光学薄膜的特征，设计一个可实际应用的多层薄膜。

1.2国内外现状及发展趋势

光学薄膜产业广泛的被看好，但当前我国光学薄膜产业还处于起步阶段，研发力量比较薄弱而且比较分散。我国光学薄膜产业与国外光学薄膜强国相比在技术、设备方面还有很大的差距。并且基础研究及针对光学功能性薄膜的光学设计与开发尚未得到充分重视。当前，国内光学薄膜产业所需大部分关键原材料尤其是学级切片和光学薄膜特种添加剂等原材料，主要依靠进口。所以国产设备相较于进口设备，在精度等要求上还不能达标。因关键环节生产制程技术、经验的缺失，加之原料的差异，使得当前我国光学薄膜产品主要以中低档产品为主。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

研究（设计）的主要内容为：查阅总结光学薄膜的分析方法,了解光学薄膜的应用现状与技术特点，采用MATLAB编写程序，计算常见的几种光学薄膜的特征，设计一个可实际应用的多层薄膜。设计的重点在于对相关内容的了解以及运用MATLAB去编写程序，实现常见的几种光学薄膜的计算。

2.2设计的拟采用的技术方案和措施 光学薄膜计算的理论基础是经典电磁场理论，研究薄膜系统的光学特性，从理论观点来说，就是研究平面电磁波通过分层介质的传播．用麦克斯韦方程及其边界条件可以直接确定膜系的反射或透射光的振幅或强度，但实际上所得的最终方程十分复杂，难以运算．利用薄膜的特征矩阵可以方便地表示光学薄膜系统的特性，但是计算起来还是很繁琐，随着一些计算软件程序的出现，应用软件程序，如Matlab，可以进行自动数值计算，为分析光学薄膜的反射光和透射光各个参数提供便利．本文运用Matlab软件，对光学薄膜特征矩阵进行数值计算。 光学薄膜的特性计算在引入特征导纳矩阵后成为一个相对简单的问题，只要给定每一层膜系的参数，多层膜就可以利用矩阵的连乘方便地求出在每一特定入射角和波长下的透射率、反射率等参数．许多计算机软件的出现，能方便进行自动数值计算，如Matlab软件的应用，不仅能计算并保存数据，而且更好地调用资源，作图、仿真模拟使得研究清晰明了，易于操作理解，为光学薄膜的研究提供了有利的计算工具．