摘 要

摄影已逐渐走进人们的日常生活，人们对摄影作品视为艺术品，定格保存美好的时刻，随之而来的，是对相机性能高品质的迫切追求，单反相机则推动了照相技术发展到达巅峰。而单反相机价格居高不下，其中重要的一个原因便是光学组件上面镀制的膜层，本次毕业设计课题就设计单反相机中反光镜上的需镀制的用于可见光波段的斜入射的高宽带高反射膜系。

论文主要研究了高反膜系的基本理论及相关公式的推导，探讨了高反膜的有关特性，这也是膜系设计的重点与难点，主要在于两个方面：一是可见光波段高反膜系的展宽，获得较宽的高反射带；二是斜入射条件下，S、P偏振分量的修正，让两偏振光反射率曲线尽可能重合。解决方法分别是：用两组不同中心波长的膜系进行堆叠解决高反带的展宽；在两组膜系中间加入间隔层对S、P偏振分量进行修正。在此基础上设计出两种符合设计要求的膜系设计方案，并通过Matlab程序进行仿真验证，仿真结果均符合设计要求，通过分析比较两方案的差异，最终选出最合适的膜系设计。在单反相机中，发现五棱镜中有两个反射面也需要镀制高反射膜层，只是光入射角与反射镜的要求稍有不同，于是额外扩展了五棱镜的高反膜系设计并进行仿真，得到了很好的仿真结果。

关键词：高反射膜系；反射带展宽；斜入射；光学导纳矩阵

Abstract

Photography has gradually entered the daily life of people, people regard photography as works of art, freeze-frame to save a good moment, followed by the camera is the pursuit of high quality of the pursuit of quality, SLR camera is to promote the development of photographic technology to reach peak. And SLR camera prices remain high, one of the important reasons is the optical components above the coating of the film, the design of the graduation design SLR camera on the reflector to be plated for the visible light band oblique incident High - band high - reflective film system.

This paper mainly studies the basic theory of high reverse film system and the derivation of the relevant formula, and discusses the relevant characteristics of high reflective film. This is also the key and difficult point of film design, mainly in two aspects: First, the broad band of high reverse film system in the visible light band, and obtain a wide high reflection zone; S, P polarization component correction, so that the two polarized light reflectance curve as much as possible coincidence. The solutions were as follows: stacking with two different center wavelengths of λ / 4 film to solve the high anti-banding of the widening; in the middle of the two sets of film to join the interval layer on the S, P polarization component correction. On the basis of this, two kinds of design schemes are designed, which are simulated by Matlab program. The simulation results are in accordance with the design requirements. By analyzing and comparing the differences between the two schemes, the most suitable film design is selected. In a SLR camera, it is found that there are two reflective surfaces in the pentaprism that also need to be plated with a high reflective film, except that the light incident angle is slightly different from that of the reflector, thus extending the design of the high prism of the pentaprism simulation, get a good simulation results.

Key Words：High reflective film system; Reflection zone widening; Oblique incidence; Optical admittance matrix

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的意义及时代背景 1

1.2 光学薄膜应用与发展 2

1.3 论文主要内容 2

第2章 光学薄膜设计的基本理论 4

2.1 薄膜干涉原理 4

2.1.1 平行平板干涉 4

2.1.2 增反膜 5

2.2 光学薄膜的特征矩阵 7

2.2.1 单层介质膜与基底组合的等效光学导纳 7

2.2.2 多层介质膜反射率 9

第3章 高反膜特性分析 12

3.1 周期性多层膜的反射率 12

3.2 高反射带的展宽 14

3.3 斜入射 17

3.3.1 斜入射对中心波长的变化 17

3.3.2 斜入射对高反射带带宽的影响 17

3.3.3 斜入射S、P偏振反射率曲线修正思路 18

第4章 高反膜系设计及优化 19

4.1 程序设计 19

4.1.1 程序流程 19

4.1.2 程序函数及公式的构建 20

4.2 膜系设计方案及其优化 22

4.2.1 方案一 22

4.2.2 方案二 25

4.3 方案比较与结论 27

第5章 总结与展望 29

5.1单反五棱镜的高反膜设计的应用扩展 29

5.2 结论与展望 30

参考文献 32

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 研究的意义及时代背景

摄影，现已走进千千万万人民的日常生活，被广泛的应用在各个领域，成为现代人必须具备的一个基本技能。摄影技术，即为被摄物体反射的光线通过照相机的摄影镜头，使其收聚光线，发生折射，最后在胶片或CCD传感器上形成光学影像^[1]。通过照相机反映的影像，自然对事物进行了一系列的加工与还原，色彩的运用与修饰，使得到的摄影作品或通俗或凝重，或朦胧或透彻，可以称为一个艺术作品^[2]。因此摄影技术在二十世纪得到迅速发展，这得益于照相机技术的革新。从二十世纪六十年代至今，是相机发展快速的时期，照相机进入了精密机械、光学、电子技术相结合的时代^[3]。

从技术层面上看，单镜头反射式取景照相机推动相机技术发展到了一个新的高度。单反相机，是单镜头反射式取景照相机的简称，它是利用单镜头进行反光取景的照相机。单反相机起源于德国，二十世纪三十年代中期，德累斯顿研制出了世界上第一台单反相机，开启了单反相机时代的大门，而单反相机的发展则在日本，日本推出世界上第一台自动调焦单反相机，推进了现代AF相机的发展应用，而在单反相机领域里，我国的自主开发能力相对比较薄弱，在一些关键领域里的设计和制造技术仍然落后于日本德国为代表的发达国家^[3]。