如何设计增透膜？

照相机镜头常常呈现出一种特殊的光泽。这是人们为了降低光的反射，镀上一层特定厚度的氟化镁薄膜。一般称为减反射膜，也称增透膜——为了减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。事实上，采用这样的单层增透膜，光反射率可以降低到1.2%左右。

生活中凡是需要用到光学平面的器件，几乎都使用了这样的光学薄膜。不信的话可以拿起你的手机，看一看镜头是否有呈现这样一种特殊的光泽？

不仅仅是照相机镜头，增透膜是一种应用极其广泛的光学镀层，广泛应用于工业探测、天文、电子学等领域。可以说，凡是涉及光的吸收和发射，都需要考虑镀减反射膜以提高光线的穿透效率。这一层反射膜的存在可以使反射光发生相消干涉，大大降低了光能损失。

镜头上的增透膜不可能在所有光波段全部发生相消，只能使个别波长的反射光强降到最低，而对其余波长的减反能力要弱一些。假如是太阳光照射到镜头上，镜头反射出来的光就会在不同波长上有不同的强度，所以就能看到光泽中夹杂着很多颜色。比如照相机镜头的增透膜，一般选择对人眼最敏感的黄绿色光进行相消干涉，使其反射光强减弱，所以照相机镜头呈现出与黄绿色光互补的蓝紫色。

那应该如何设计增透膜呢？设计光学薄膜主要是确定两点：一点是选择薄膜的厚度，另一点是选择折射率匹配的材料。这时光靠初中所学的折射公式就不够了。菲涅耳公式（或菲涅耳方程），由奥古斯丁·让·菲涅耳导出。用来描述光在不同折射率的介质之间的行为。由公式推导出的光的反射称之为“菲涅尔反射”。菲涅尔公式是光学中的重要公式，用它能解释反射光的强度、折射光的强度、相位与入射光的强度的关系。

对于满足各向同性的介质材料，介质的折射率是波长的函数。以Si为例：