金属膜反射镜
银一度是最盛行的金属材料,直到20世纪30年代中期,它是精密光学仪器的主要反射膜材料,一般是在液体中用化学方法镀制的。液体化学镀制法用于生产建筑中使用的反射镜,在这种应用中,用极薄的一层锡保证银膜与玻璃表面的键合,并通过加入铜外层来保护银膜。在外表面应用中,银与空气中的氧发生反应,因为形成硫化银而失去光泽。但因为银膜刚镀完后具有高反射率以及银极易蒸发的性能,故仍用它作为短期使用元件的常用材料。银也常常用在那些需要暂时镀膜的元件,如检验平面度的干涉仪平板。在下一节中,我们将更完整地论述具有保护膜的银膜。
20 世纪 30年代,作为天文反射镜的先驱者,John Strong用蒸镀的铝膜替代化学方法制作的银膜。
铝容易蒸发,有较好的紫外、可见光和红外反射率,同时又能牢固地黏附到包括塑料在内的大多数材料上,因此,铝是镀制反射镜最常用的金属材料。虽然铝镜在镀好之后表面总是立即形成薄的氧化层,有助于防止镜面受到进一步的腐蚀,但是在使用过程中,铝镜的反射率仍然逐渐下降。因为在使用中,特别是若铝镜完全暴露在外部工作,那么灰尘和污物不可避免地聚集在镜面上,从而使反射率下降。大多数仪器的性能,并不因反射率的轻微下降而受到严重影响。但是在那些着眼于最大限度地收集光能的情况下,由于很难做到清洗铝镜的同时而又不损坏膜层,所以采用将镀件定期重镀的方法。这种情况特别适用于大型反射式天文望远镜。因为主反射镜很大很重,通常用专门安装在天文台的镀膜机将望远镜的主反射镜每年重新镀-次铝膜,并且在蒸镀时通常不旋转它们,而是用多个蒸发源来保证薄膜厚度的均匀性。铝至今仍用在大多数望远镜中,但一些最新的望远镜蒸镀有包含银保护膜的更先进的金属膜。
金可能是镀制红外反射膜的最好材料。由于在可见光区金膜的反射率迅速下降,所以实际上金膜只有在波长超过700nm 后才采用。金镀于玻璃上,会形成易受损伤的较软的薄膜但是金却能与铬膜或镍铬(含 80%的镍和20%的铬的电阻)膜牢固地黏附,因此,在金膜与玻璃基底之间,常用铬膜或镍铬膜作为间隔层。
铑(Rh)和铂(Pt)的反射率远低于上述其他金属,只有在那些对抗腐蚀有特殊要求的情况下才使用它们。这两种金属膜都能牢固地黏附在玻璃上。牙科用的反射镜所处的外部环境非常糟糕,必须通过加热消毒,因此通常镀有铑膜。铑膜还用在一些汽车的后视镜中,后视镜经常是前表面反射镜,在汽车的外边,容易受天气、清洁过程的影响,在做清洁处理时要格外小心。早期的文章指出,铑膜的优势在于它比铝膜具有更好的稳定性。
铬比铑便宜一些,也常常用在汽车的后视镜中。
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