1.1 研究目的及意义

现在的任何一种光学仪器和光电装置，几乎都与光学薄膜息息相关，如光显示器、干涉仪、半导体雷射、微机电系统、光通讯的储存及各种光学元件。为了改进这些光学仪器的性能，需要用物理和化学的方法在光学元件上镀介质膜以增加元件的透射或反射特性。镀膜时，由高折射率层膜和低折射率层膜交替叠成膜系，层与层之间的交界面可高达几十个到几百个。因为采用高、低折射率膜交替的层数不同，一种情况为膜系对入射光产生强烈反射，反射特性显著；而另一种情况为入射光几乎全部透过，透特性显著。

在一个多层薄膜系中，光束将在每一个界面上多次反射，涉及到大量光束的干涉现象，若薄膜和基底的光吸收无法忽略，则计算将变得更加复杂，所以直接采用多光束干涉来计算是相当复杂繁琐的，而运用矩阵的方法来解决这一问题将有许多优越性。特性矩阵就是把界面两边的场利用边界条件相互联系起来的矩阵，用一个二阶矩阵代表一个单薄膜。在分析和计算光学薄膜系统的特性时，通常采用传输矩阵方法，并用计算机辅助计算，该方法已成为光学薄膜计算与设计的常用和有效方法，得到广泛的应用。

本文的重点研究多层膜系的增透特性，并在此理论基础上分别设计出适应可见光范围和单一频率的多层膜模型。并取四层和八层膜为分析样本，采用传输矩阵方法得到其特性矩阵，求出高增透膜系的反射率和透射率，并用MATLAB语言和数值计算方法，分析和讨论高增透膜系的反射系数、透射系数随入射光波长变化曲线，入射光的不同入射角度对反射率、透射率的影响。得到的结果有利于对多层介质增透膜系结构增透机理的理解，为光学仪器镀膜的设计提供理论依据。

1.2 国内外研究现状

科学技术的发展正在改变传统的光学薄膜的面貌，传统的光学薄膜是以光的干涉为基础，并以此来设计和制备增透膜、高反膜、滤光膜、分光膜、偏振及消振膜，光学薄膜覆盖的光谱范围也从可见光区扩展到远红外和软X射线区，光学薄膜的制备技术也由传统的真空蒸发发展到现在的物理、化学方法镀膜，如激光沉积技术、离子束沉积技术等。

现代科学技术特别是激光技术和信息光学的发展, 光学薄膜不仅用于纯光学器件, 在光电器件、光通信器件上也得到广泛的应用。近代信息光学、光电子技术及光子技术的发展, 对光学薄膜产品的长寿命、高可靠性及高强度的要求越来越高, 也发展了一系列新型光学薄膜及其制备技术。但是总体来说，光学薄膜作为光的“滤波器”这一要求是没有改变的。

综合国内外光学及光学薄膜的研究现状，当下光学薄膜的研究呈现以下几个发展趋势：