光学薄膜是现代光学和光电系统中不可或缺的组成部分，尤其在光通信、光学显示、激光加工以及激光核聚变等高科技及产业领域，它们已成为核心的元件。技术进步在这些现代光学及光电系统的快速发展中起着关键作用。
技术性能和可靠性的光学薄膜直接影响到系统的整体表现、稳定性及成本效益。例如，在光通信技术中，通过使用窄带滤光片来调制不同的通信通道，如图1所示。而在激光核聚变系统中，薄膜元件如传输镜和偏振膜等被广泛应用，如图2所示。
图1 光通讯系统中通过WDM滤光片系统调控不同波长示意图
图2 美国NIF高功率激光系统中的光学结构示意图，其中大量使用到传输镜、偏振膜等光学薄膜元器件
随着行业的发展，精密光学系统对光学薄膜的光谱控制能力和精度的要求不断提升，同时，消费电子市场对光学薄膜器件的需求也更加强调大规模生产能力和大众的易用性与舒适性。
主要技术与设备进展
光学镀膜技术在过去几十年中取得了显著进步，从早期的舟蒸发、电子束热蒸发和离子束辅助沉积技术，发展到现今的离子束溅射和磁控溅射技术。以下是该领域一些关键的技术进展：
间歇式直接光控系统：以Leybold Optics公司的OMS5000系统为例，这种系统在光学镀膜过程中越来越多地被采用，它通过直接监控产品片来实现对镀膜过程的精确控制。与传统的监控系统相比，这种直接光控系统有助于减少薄膜厚度分布误差，提高产品合格率，并缩短工艺调试时间。
图3 Leybold Optics 公司OMS5000的间歇式直接光控系统
渐变折射率结构薄膜技术与装备：大量研究表明，Rugate无界面型薄膜结构和准Rugate多种折射率薄膜结构通过在薄膜厚度方向上调制折射率，能够设计出具有复杂光谱性能的薄膜，并提高薄膜的力学稳定性。汉诺威激光工程中心的数据显示，与传统的高低折射率光学薄膜相比，(准)Rugate薄膜结构具有更高的抗激光损伤阈值。
图4 高低折射率结构和(准)Rugate薄膜结构的抗激光损伤阈值对比测试结果
磁控溅射光学镀膜系统：以Leybold Helios和Shincron RAS为代表的磁控溅射技术，在精密光学和消费光电子薄膜领域中占据了越来越大的市场份额。这种技术以其简单的控制过程、高粒子能量和获得的致密稳定薄膜结构而受到青睐。
光学镀膜技术领域的领先公司肖特集团，其提供的光学材料和激光玻璃被认为是核聚变研究的“心脏”，在国家点火装置(NIF)中发挥着重要作用。另外，中国行业内的主要上市公司还包括双星新材、激智科技、东材科技、长阳科技等，这些公司在光学薄膜产业的业务布局和业绩表现上均表现突出。
展望
中国光学和光电子行业在产能扩张和技术更新中对中高端光学镀膜机的需求日益增长。在相关元器件的研发过程中，工艺创新和相应的设备支持是整个行业技术创新的基础和可持续发展的战略。
中国在精密机械、真空技术、光电子技术和光机电自动化控制等领域已经取得了显著的技术进步，并形成了完善的产业集群，这为研制高端光学薄膜装备提供了坚实的基础。
通过光机电、真空机械、薄膜工艺等领域的协同创新，有望研制出具有自主知识产权的高端光学镀膜机，这将进一步推动中国光学和光电子行业的发展。
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