薄膜光學(xué)考試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種方法不屬于物理氣相沉積制備薄膜的方法（）A.蒸發(fā)鍍膜B.濺射鍍膜C.化學(xué)氣相沉積D.離子鍍2.薄膜的光學(xué)常數(shù)主要指（）A.厚度和密度B.折射率和吸收率C.硬度和粗糙度D.孔隙率和附著力3.增透膜的原理是利用（）A.光的干涉相消B.光的干涉相長C.光的散射D.光的吸收4.當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生（）A.全反射B.折射角為零C.反射光消失D.吸收增強(qiáng)5.多層膜系中，相鄰兩層膜的光學(xué)厚度通常設(shè)計(jì)為（）A.λ/2B.λ/3C.λ/4D.λ/56.以下哪種因素不會影響薄膜的光學(xué)性能（）A.薄膜厚度B.基底溫度C.鍍膜時(shí)間D.基底顏色7.對于金屬薄膜，其光學(xué)特性主要表現(xiàn)為（）A.高透射率B.高反射率C.高吸收率D.低反射率8.光學(xué)薄膜的均勻性是指（）A.厚度均勻B.折射率均勻C.厚度和折射率均勻D.表面粗糙度均勻9.制備薄膜時(shí)，真空度對薄膜質(zhì)量有影響，一般要求真空度達(dá)到（）A.10?1PaB.10?3PaC.10??PaD.10??Pa10.以下哪種薄膜常用于光學(xué)濾光片（）A.增透膜B.高反膜C.干涉濾光膜D.導(dǎo)電膜二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.物理氣相沉積制備薄膜的特點(diǎn)有（）A.沉積溫度低B.膜層純度高C.膜基結(jié)合力強(qiáng)D.可制備多種材料的薄膜2.影響薄膜折射率的因素有（）A.薄膜材料B.制備工藝C.薄膜厚度D.環(huán)境濕度3.光學(xué)薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.光學(xué)儀器B.太陽能電池C.顯示器D.激光技術(shù)4.多層膜系設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素有（）A.中心波長B.帶寬C.膜層數(shù)D.每層膜的材料5.濺射鍍膜的優(yōu)點(diǎn)有（）A.可制備大面積薄膜B.膜層致密C.沉積速率高D.可精確控制膜厚6.以下哪些方法可以測量薄膜厚度（）A.橢偏儀法B.干涉法C.臺階儀法D.稱重法7.薄膜的表面粗糙度會影響其（）A.光學(xué)性能B.機(jī)械性能C.化學(xué)穩(wěn)定性D.電學(xué)性能8.為了提高薄膜的附著力，可以采取的措施有（）A.基底表面清潔B.增加沉積溫度C.采用過渡層D.降低沉積速率9.光學(xué)薄膜的失效原因可能有（）A.膜層脫落B.膜層開裂C.光學(xué)性能變化D.表面污染10.以下哪些屬于光學(xué)薄膜的類型（）A.反射膜B.偏振膜C.減反膜D.保護(hù)膜三、判斷題（每題2分，共20分）1.化學(xué)氣相沉積制備的薄膜質(zhì)量一定比物理氣相沉積好。（）2.增透膜的折射率一定小于基底的折射率。（）3.光在薄膜中的傳播遵循折射定律和反射定律。（）4.多層膜系的層數(shù)越多，其光學(xué)性能越好。（）5.薄膜的吸收率只與薄膜材料有關(guān)。（）6.提高真空度可以減少薄膜中的雜質(zhì)。（）7.濺射鍍膜時(shí)，靶材的選擇只取決于薄膜的成分。（）8.薄膜的光學(xué)常數(shù)在不同波長下是不變的。（）9.表面粗糙度大的薄膜，其散射損耗也大。（）10.光學(xué)薄膜的設(shè)計(jì)只需要考慮光學(xué)性能，不需要考慮機(jī)械性能。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述增透膜的工作原理。通過在光學(xué)元件表面鍍上一層或多層薄膜，使薄膜上下表面反射光產(chǎn)生干涉相消，減少反射光能量，增加透射光能量，從而達(dá)到增透效果。2.物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積的主要區(qū)別是什么？物理氣相沉積是通過物理方法使材料氣化并沉積成膜，如蒸發(fā)、濺射等，沉積溫度低；化學(xué)氣相沉積是通過化學(xué)反應(yīng)生成薄膜，沉積溫度較高，且有化學(xué)反應(yīng)參與。3.影響薄膜附著力的因素有哪些？包括基底表面清潔度、粗糙度，沉積溫度，薄膜與基底的熱膨脹系數(shù)差異，以及是否采用過渡層等。4.簡述測量薄膜厚度的干涉法原理。利用光在薄膜上下表面反射產(chǎn)生干涉條紋，根據(jù)干涉條紋的變化和光的波長等參數(shù)，計(jì)算出薄膜的厚度。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論光學(xué)薄膜在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)中的重要性。光學(xué)薄膜可改善光學(xué)元件性能，如增透、高反等。在激光、顯示、成像等領(lǐng)域不可或缺，提高了光學(xué)系統(tǒng)效率和質(zhì)量，推動(dòng)現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)發(fā)展。2.分析多層膜系設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。難點(diǎn)在于精確控制每層膜的厚度和折射率，考慮膜層間相互作用。挑戰(zhàn)有設(shè)計(jì)復(fù)雜，制備工藝要求高，膜系穩(wěn)定性和可靠性難保證。3.探討提高薄膜光學(xué)性能穩(wěn)定性的方法。可從優(yōu)化制備工藝，選擇穩(wěn)定材料，控制環(huán)境因素如溫度、濕度等方面入手，還可采用合適的保護(hù)膜，減少外界因素對薄膜的影響。4.談?wù)劚∧す鈱W(xué)未來的發(fā)展趨勢。未來將向高性能、多功能、集成化方向發(fā)展，如制備超寬帶、高對比度薄膜，結(jié)合微納技術(shù)實(shí)現(xiàn)多功能集成，應(yīng)用于新興領(lǐng)域如量子光學(xué)等。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.A4.A5.C6.D7.B8.C9.C10.C二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.AB3.ABCD4.AB