薄膜干涉

簡介

假設照射一束光波於薄膜，由於折射率不同，光波會被薄膜的上界面與下界面分別反射，因相互干涉而形成新的光波，這現象稱為薄膜干涉。對於這現象的研究可以透露出關於薄膜表面的資訊，這包括薄膜的厚度、折射率。薄膜的商業用途很廣泛，例如，增透膜、鏡子、濾光器等等。

現在考慮在另一種材料上的一層薄膜。這種情況下，薄膜的上下表面同時反射光線。總反射光是兩部分反射光的總和。由於光的波動性，兩個界面的反射光可能幹涉相長（強度增加）或干涉相消（強度減小），這取決於它們的相位關係。相位關係取決於兩個反射光不同的光程，而光程取決於薄膜厚度，光學常數，和波長。

又光線由疏介質進入密介質被反射，光的相位會轉180度(i必須+1/2)，所以當光程差2nd = (i+1/2)λ時，兩組反射光干涉相長；相反的，當光程差2nd = iλ時，兩組反射光相位相反，因而干涉相消。 (d 是薄膜厚度，i 是整數，2 是因為下表面反射光穿過薄膜兩次）

由此可以看出，薄膜反射率隨著1/波長（波長倒數）周期性地變化，如下圖所示。較厚的薄膜在給定波長範圍內有較多的振盪，而較薄的膜在給定波長範圍內有較少，常常不完整的振盪。

薄膜干涉中兩相干光的光程差公式為 Δ=2ntcos(θt)±λ/2 式中n為薄膜的折射率；t為入射點的薄膜厚度；θt為薄膜內的折射角；±λ/2 是由於兩束相干光在性質不同的兩個界面（一個是光疏-光密界面，另一是光密-光疏界面）上反射而引起的附加光程差。

一個肥皂泡就是一個薄膜，但是它的表面厚度不均勻。而光是由紅色，綠色，和藍色光波組成的，不同的顏色就從表面上反射出來。

光是一種波，不同顏色的光波有不同的波長。當一個光波照到一個半透明的薄膜時，一部分光被上表面反射回去，另一部分被下表面反射回去，剩餘的光透射過去。

一道藍色光照到肥皂泡的表面。你可以看見，一部分光被上表面反射回去，另一部分被下表面反射回去，剩餘的光透射過去。在這個位置肥皂泡的厚度和波的長度相對應，這樣上下表面反射回去的光波非常完美的疊起來，形成非常強的藍色反射光。

假設紅色光照到肥皂泡的同一點，因為紅光的波長比較長，這樣上下表面反射回去的光沒有很好地疊在一起，它們相互減弱，無法形成很強的紅色反射。

然而當肥皂泡更厚一點時紅色光波就會疊在一起，藍色光波就會相互減弱，這個肥皂泡看上去是紅色的。

暗紋對應不同的傾角，這種干涉稱做等傾干涉，等傾干涉一般採用擴展光源，並通過透鏡觀察。
利用薄膜干涉還可以製造增透膜。在照相機、放映機的透鏡表面上塗上一層透明薄膜，能夠減少光的反射，增加光的透射，這種薄膜叫做增透膜。平常在照相機鏡頭上有一層反射呈藍紫色的膜就是增透膜。
同理如果增加光的反射成為增反膜，用於汽車玻璃貼膜等。
可以用於檢測平面是否平整。