作者：李zx 时间：2026-06-27
光学系统中有非常多反射镜种类，我们不少客户在初次接触反射镜的时候，对反射镜的繁多的种类感到眼花缭乱。想必经常有人会对此感到困扰：不同实验该选用哪种反射镜？反射镜的选用方式是否正确？西格玛光机专门写了这篇文章，通过金属反射镜与多层电介质膜反射镜的对比与距离，针对反射镜的选型方法及反射镜的原理，进行简明易懂的说明，希望您再看完本文之后，能够对反射镜有初步的了解。
光学系统中使用的反射镜种类主要分为两大类：金属反射镜与多层电介质膜反射镜。金属反射镜是在玻璃基底上镀覆高反射率金属膜的反射镜。金属反射镜包含铝反射镜、金反射镜、银反射镜等多种类型，本文将以最常用的铝平面反射镜为例进行说明。
图1. 金属反射镜与多层电介质膜反射镜的外观对比
铝平面反射镜价格便宜、规格丰富，拥有多种尺寸与外形。在做非激光类光学实验时，选用铝平面反射镜基本不会有问题。但铝膜反射率仅约90%，存在一定的光吸收。大多数情况下该损耗可以忽略，但在反射镜多次折返、光路来回穿梭的光学系统中，这类光损耗将无法忽视。例如：使用反射率90%的反射镜完成5次反射后，出射光量仅剩余初始光强的约60%。
金属反射镜的另一项缺点：与玻璃相比，金属膜表面极易划伤。随意触碰镜面会造成大面积划痕，进而引发光量损耗、光衍射等问题，对实验结果造成不良影响。
因此，西格玛光机的金属反射镜均可选配带有SiO2、MgF2保护膜的款式。（若无特殊指定「无保护膜TFAN系列」，默认供货为带保护膜款反射镜「TFA系列」。）即便带有保护膜，也严禁使用纸张用力擦拭金属反射镜镜面（可参考我司推荐的光学元件清洁方法）。由于底层基材为质地柔软的金属，大力按压擦拭保护膜，依旧会产生划痕状纹路。所以我们建议金属反射镜在表面污渍、划痕明显时，直接更换新品。
若实验使用特定波长的激光，推荐选用多层电介质膜反射镜。
多层电介质膜反射镜的价格高于铝平面反射镜，但反射率可达99%以上，且镜面硬度极高；使用浸润酒精的无尘纸擦拭也不易划伤，使用寿命更长，同时可对应不同激光波长提供专用型号。激光相较于普通光线拥有极高的能量密度（功率密度），长期使用细光束照射时，存在光吸收的铝平面反射镜，会比多层电介质膜反射镜更快老化劣化。
但多层电介质膜反射镜也存在劣势：铝平面反射镜的反射率几乎不受光线入射方向影响；而部分多层电介质膜反射镜设有固定使用入射角，若偏离指定角度使用，将无法达到标称反射率指标。（另有0°–45°通用型多层电介质膜平面反射镜「TFVM」，可在该角度范围内正常使用。）若需要45°以上大角度入射光路，选用铝平面反射镜会更为合适。
多层电介质膜反射镜的另一短板：常规成品的尺寸、外形选择较少。但西格玛光机可提供定制服务：采用铝反射镜通用规格的玻璃基底，在定制基底上镀制指定规格的电介质多层膜，按需加工为成品反射镜。（定制价格与交期，请联系我司销售进行咨询。）
多层电介质膜反射镜与金属反射镜，二者的反射原理完全不同。
什么是电介质？
金属属于可导电的导体；无法导电的物质，统称为绝缘体、带电体或电介质。不具备导电性，代表其容易积聚静电，或是在外加电压作用下产生反向电位。玻璃、透明氧化物晶体等，都属于典型的电介质材料。
在透明玻璃基底上镀制透明薄膜，为何能实现99%以上的高反射率？
在玻璃基底上镀制折射率不同的电介质薄膜时，膜层与玻璃的界面会产生反射，但单层界面的反射率仅有百分之几至十几，反射效率很低。因此行业会将低折射率膜与高折射率膜交替堆叠，以此增加反射界面数量。
仅单纯增加界面层数，只会让反射率趋于平均，无法实现高反射。通过精密控制膜厚，使每层薄膜的厚度对应工作波长的1/4，就能让所有界面的反射光相位（波前）保持一致、同向叠加增强；反之，透射光路中，透射光与膜层内偶数次反射光发生相位反转，相位相反的光线相互抵消，透射光强大幅衰减。
当镀膜层数达到数十层时，整体反射率即可提升至99%以上。
图2.多层电介质膜反射镜的原理
这类高精度多层镀膜，需要使用真空蒸镀设备进行制备。在大型真空腔体上部排布玻璃基底，将腔体内抽至高真空环境；对镀膜原材料进行加热，使其高温气化，气态镀膜材料均匀附着在玻璃基底表面；通过遮蔽挡板的开合时长，精准控制镀膜厚度：挡板开启时间越长，膜层越厚；开启时间越短，膜层越薄。
依次加热多种镀膜材料、切换挡板开合顺序，即可在玻璃基底上交替堆叠多层膜。多层镀膜工序耗时较长，但设备支持全自动控制挡板运作，镀膜过程无需人工干预。
