单层增透膜

       最简单的增透膜，是在玻璃表面上镀一层低折射率的薄膜，如图1所示。

       在界面1和2上的振幅反射系数r1和r2为

r1=n0-n1/n0+n1，r2=n1-n2/n1+n2

       从矢量图上可以看到，合振幅矢量随着r1和r2之间的夹角2δ1而变化，合矢量端点的轨迹为一圆周。当膜层的光学厚度为某一波长的1/4时，则两个矢量的方向完全相反，合矢量成为最小

r=|r1-r2|，R=r²

       这时如果矢量的模相等，即|r1|=|r2|，则对该波长而言，两个矢量将完全抵消，出现零反射率。

       欲使|r1|=|r2|，必须使

n0-n1/n0+n1=n1-n2/n1+n2

       即n1=√n0n2，如n0=1，则n1=√n2。

       因此，理想的单层增透膜的条件是，膜层的光学厚度为1/4波长，其折射率为入射介质和基片折射率的乘积的二次方根。

       单层增透膜的出现，在历史上是一个重大的进展，直至今天仍被广泛地用来满足一些简单的用途。但是它存在两个主要的缺陷：首先，对大多数应用来说，剩余反射还显得太高；此外，从未镀膜表面反射的光线，在色彩上仍保持中性，而从镀膜表面反射的光线破坏了色的平衡。作为变焦距镜头、超广角镜头和大相对孔径等复杂的透镜系统中的增透镀膜，是不能符合要求的。

       基本上有两个途径可以提高单层膜的性能，即或者采用变折射率的所谓非均匀膜，它的折射率随着厚度的增加呈连续的变化，或者采用几种折射率不同的均匀膜构成增透膜，即所谓多层增透膜。

       在玻璃表面上，可用化学蚀刻方法制备折射率连续变化的耐久的增透膜。在波长0.35~2.5μm范围内，能有效地消除玻璃表面的反射，使反射率从8%左右（两个表面）减少到小于0.5%。这种方法是利用了碱性硼硅酸盐中的相分离现象，采用合理的热处理条件，碱性硼硅酸盐相应地分离成两个玻璃相。在一个相中，二氧化硅浓度高达96%左右，即不溶解的浓二氧化硅相；在另一个相中，氧化硼浓度较高，即可溶解的低二氧化硅相。这个可溶解的相，用许多材料（包括大多数无机酸）能够很容易地溶解，留下二氧化硅含量高的相作为多孔骨架的表面薄膜。由于这种薄膜的多孔性和毛细孔尺寸小（半径小于4.0mm），所以其有效折射率比凝聚的二氧化硅薄膜的折射率低很多。这种多孔薄膜的折射率梯度，在利用相分离方法和化学刻蚀方法时是容易控制的。利用这种独特的技术制备的微孔性薄膜，不仅在宽光谱范围内有低的反射率，而且具有惊人的耐久力。这种薄膜在太阳能的应用中是有价值的，在高能量应用（如激光）中也颇有潜力。