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CONTENTS
Part 1 光学镀膜行业背景介绍
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Part 2 光学镀膜行业的量测意义
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Part 3光学镀膜行业的测量解决方案
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光学镀膜是现代光学产业的核心支撑技术，它依托真空溅射、蒸发镀膜、原子层沉积（ALD）等精密工艺，在玻璃、树脂、晶体及显示面板等基材表面制备多层纳米级薄膜，通过精确调控膜层厚度、折射率与堆叠结构，实现增透、减反、高反、滤光、隔热、抗眩光等关键光学功能。其应用覆盖消费电子、车载光学、半导体、激光器件、AR/VR、航空航天及医疗影像等领域，既是现代光学系统稳定运行的基础，也是提升高端制造产品性能与附加值、推动产业升级的核心环节。因此，光学镀膜拥有重大的产业价值与战略意义，对提升国家高端装备水平、科研创新能力及推动节能智能产业发展，具有不可替代的作用。
光学薄膜利用薄膜干涉原理调控光场：当光波在薄膜中传播时，由于薄膜厚度与折射率的不同，会在薄膜上下表面产生多光束干涉效应。这种干涉会改变光波的传播特性，包括透射率、反射率和吸收率。因此，通过精确设计薄膜的厚度与折射率，可以有效调控光波的传播行为，如下图1。
图1 光学镀膜传递矩阵
光学镀膜测量是光学设计→工艺验证→量产控制→失效分析的全链条支撑，核心是通过椭偏、干涉、分光光度等技术实现光学性能的精准把控，辅以机械与环境测试保障可靠性。针对超薄膜、半导体等场景，光谱椭偏仪是首选工具。
实物展示
椭圆偏振光谱法是一种物理测量方法，即使用椭偏仪（SE）来获取薄膜的厚度和光学常数。具有无损伤样件、灵敏度高和量测速度快等优点，可精确地表征介质膜（如SiOx、SiNx等）、光电性能优异的氧化铟锡（ITO）、聚酰亚胺（PI）以及非晶硅（a-Si）等单层或多层薄膜的膜厚及材料的光学特性（如折射率、组分、各向异性和均匀性）,是一种可以满足以上量测需求的解决方案。
型号 | SE-VM-L |
光斑大小 | 微光斑：200μm |
测量光谱 | 4*4阶穆勒矩阵 |
波段 | 380-1000nm （支持扩展至210-2500nm） |
单次测量时间 | 1-8s |
入射角 | 手动变角45-90°，5度间隔 |
找焦方式 | 手动找焦 |
支持样件尺寸 | 2寸-8寸 |
产品优势 | 超高性价比光学椭偏测量解决方案，紧凑集成化，人机交互设计，使用便捷。 |
样件膜层结构和实测数据
01
利用金属薄膜的高消光系数特性，在玻璃基底上通过真空镀膜工艺制备超薄金属膜层，可在可见光及红外波段实现高反射率（HR），是制备反射镜、高反镜、光学反射器件的经典方案。
图2 结构示意图
利用椭偏仪可测量金属薄膜厚度、折射率及消光系数等，并根据测量结果逆向仿真出反射率，实现工艺监控。椭偏分析数据分别如图3、图4所示，根据椭偏测量数据仿真反射率达到95%，如图5所示，与工艺预期值相符。
图3 椭偏拟合曲线
图4 透过率拟合曲线
图5 仿真反射率曲线
02
对TiO2/Al2O3通用叠层膜系进行建模测量，其结构示意图见图6。
图6 膜系结构示意图
椭偏光谱拟合结果如图7所示，使用椭偏建模软件仿真得到的透过率如图8所示。将高折射率的 TiO₂ 与低折射率的 Al₂O₃ 交替叠加构成多层膜系，通过调控各膜层的光学厚度，使特定波段的光满足相长干涉条件，从而实现该波段的高透过率。
图7 椭偏拟合曲线
图8 仿真透过率曲线
03
Al2O3水解后表面会形成纳米级的微细孔洞和棱柱结构，这些结构会对光线进行多次反射和折射，使光线在材料中传播距离增加，表面反射率降低。膜系结构如下图9所示。
图9 膜系结构示意图
椭偏拟合曲线如图10所示，仿真透过率如图11所示，可见光仿真透过率达到85%，与设计值相符。
图10 椭偏拟合曲线
图11 仿真透过率曲线
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关于我们
武汉颐光科技有限公司是国内专业从事高端光谱椭偏仪及相关光学量测设备研发、制造与销售的高新技术企业，十多年来长期专注于光学量测设备赛道深耕积累，公司以自主创新为驱动，构建了覆盖从科学研究到工业应用的全链条产品体系。
核心产品包括系列化光谱椭偏仪（SE）、反射膜厚仪（SR）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）及晶圆形貌量测设备等，广泛应用于半导体、显示面板、光通信、新能源、光学镀膜、应用材料及科学研究等领域，为客户的研发创新与质量管控提供精准、高效的光学量测解决方案。
颐光科技依托母公司上海精测半导体技术有限公司在半导体前道量检测领域的技术优势与产业资源，深化协同创新与技术融合，持续推动高端光学量测仪器的自主化与产业化发展，助力中国精密制造与科技创新进程，立志成长为值得用户信赖的光学量测品牌。
