金刚石薄膜在光学领域的应用

金刚石薄膜具有宽光谱透过率高、摩擦系数小、化学稳定性好等优良性能，金刚石从紫外到远红外直至微波波段，除开4~6µm位置存在微弱的吸收峰，其他波段都是透明的。再加上其优异的力学、热学性能，使得金刚石成为一种理想的光学材料。金刚石薄膜可以作为多种光学材料的保护膜或增透膜，并对其发挥出抗磨损、抗潮解、和抗氧化的作用。这些光学材料包括硅、锗、玻璃、硫化锌等。金刚石薄膜在光学上在太阳能硅电池、高功率激光器窗口、潜望镜红外窗口、飞机前视红外窗口、导弹头罩和宇航探测器等领域有着十分广泛的应用前景。

金刚石薄膜具有良好的折光率，纯净的金刚石薄膜折光率在2.40~2.48之间，在透明矿物质中折射率高。折光率愈高，对光的反射力愈强。经过特殊设计和加工的金刚石薄膜，可以把射入各个面和射入内部的光线几乎全部反射出去。同时，其优越的色散也在光学领域中大放异彩，金刚石薄膜具有高度的色散性，其色散系数达0.063，色散系数愈大，分光效果愈好。当一束白光射入琢磨好的金刚石薄膜中时，因色散效应，金刚石薄膜会将白光色散成很多不同颜色的光，因此金刚石薄膜在光的照耀下十分璀璨。光学级金刚石薄膜膜对成膜的质量要求很高，尤其要具有高的透明度、大面积和均匀性。光学级金刚石薄膜包括支撑生长的厚膜（大于几百微米，仅能用化学气相沉积法生长，又称金刚石薄膜窗口）和在光学衬底生长的薄膜两种，金刚石薄膜对红外材料普遍具有增透和保护功能，对白光材料的保护作用也十分明显，不仅能抗腐蚀、抗磨损，还具有抗氧化的作用。对于非常恶劣的环境和重磨擦场合，金刚石薄膜几乎是唯 一的选择。

综上所述，金刚石薄膜已经显示出惊人的潜力，随着其工程化问题逐步解决，必将广泛地应用到光学领域中。