反射镜是通过在表面涂覆高反射率的金属或介质薄膜,使光线在镜面上发生反射的平面或曲面反射元件。反射镜分为金属反射镜和介质反射镜两种,广泛应用于激光光路转折、干涉测量、光通信、显微成像等领域。反射镜的设计和镀膜技术,直接影响系统的有效反射与最小光能损失。
本文整理京盛光电产品体系中的5种反射镜类型,结合实际应用场景,提供关键参数与选型参考。
5种反射镜速览
| 类型 | 核心特性 | 常用基材 | 典型反射率 |
金属反射镜 | 宽波段,对入射角不敏感 | K9 / 熔石英 / 硅 / 蓝宝石 / 锗 | Ravg>90% |
| 介质反射镜 | 极高反射率,激光损伤阈值高 | K9 / 熔石英 / 硅 / 锗/ 蓝宝石 | Ravg>99.9% |
| 空心直角棱镜反射镜 | 光束转折90°±5″,无色散 | K9 | R>90% |
| 离轴抛物面反射镜 | 离轴聚焦,色散延迟极低 | 铝基底 / 熔融石英 / 无氧铜 | R>99% (600-1050 nm) |
| 复曲面反射镜 | 子午/弧矢方向不同曲率
| 可定制光学玻璃基底 | 按需匹配金属 / 介质高反膜 |
一、金属反射镜 Metal Mirror
宽波段反射,性价比高
原理:反射层由金属材料直接构成(通常通过真空蒸镀或溅射工艺沉积在高度抛光的基底上),是一种基于金属自身光学特性实现光反射的镜片。
常用基材与镀膜参数
| 项目 | 指标 |
| 基材 Material | BK7, K9, 熔石英, 锗, 硅, 蓝宝石 |
| 尺寸公差 Dimensional tolerance | +0.0/-0.2 mm |
| 厚度公差 Thickness tolerance | ±0.2 mm |
| 表面质量 Surface quality | 10/5–80/50 |
| 通光孔径 Clear aperture | >90% |
| 损伤阈值 Damage threshold | >1-10 J/cm² (20 ns, 20 Hz) @1064 nm |
常用镀膜(6种)
| 镀膜类型 | 平均反射率 |
| 增强铝 Reinforced aluminum | Ravg >90% @ 400–700 nm |
| 保护铝 Protected aluminum | Ravg >87% @ 400–1200 nm |
| 紫外保护铝 UV-protected aluminum | Ravg >85% @ 250–700 nm |
| 保护银 Protected silver | Ravg >95% @ 400–12000 nm |
| 增强银 Reinforced silver | Ravg >98.5% @ 700–1100 nm |
| 保护金 Protective gold | Ravg >98% @ 2000–12000 nm |
典型应用:激光光路转向、可见光到红外波段反射、激光加工系统、实验室显微成像系统
二、介质反射镜 Dielectric Reflective Mirror
多层介质膜,高反无吸收
原理:利用光在多层介质膜界面上产生的干涉效应来达到极高反射率。与传统金属反射镜(如镀铝、镀金银)的核心区别在于:不依赖金属的导电性反射,而是通过精确设计的非金属介质膜层结构来实现光学性能的精准控制。
常用基材与参数
| 项目 | 指标 |
| 基材 Material | BK7, K9, 熔石英, 锗, 硅, 蓝宝石 |
| 尺寸公差 Dimensional tolerance | +0.0/-0.2 mm |
| 厚度公差 Thickness tolerance | ±0.2 mm |
| 表面质量 Surface quality | 10/5–80/50 |
| 面形 Surface shape | λ/4 @632.8 nm |
| 倒角 Chamfer | Protective:<0.5 mm × 45° |
| 通光孔径 Clear aperture | >90% |
| 镀膜 Coating | 单面镀高反膜,Ravg>99.9% |
| 损伤阈值 Damage threshold | >5 J/cm² (20 ns, 20 Hz) @1064 nm |
典型应用:高功率激光腔反射镜、超快激光系统、激光谐振腔、干涉测量
三、空心直角棱镜反射镜 Hollow Right-Angle Prism Reflector
90°光束转折,无吸收无色散
原理:由两个前表面直角棱镜反射镜固定在玻璃基板上组合而成,两个直角反射面之间的夹角为 “90°±5″。采用空心结构,有效避免因折射、色散和材料吸收带来的影响。京盛科技提供多种镀膜选择,包括保护铝膜、增强铝膜、保护银膜和保护金膜。
常用基材与参数
| 项目 | 指标 |
| 基材 Material | K9 |
| 尺寸公差 Dimensional tolerance | ±0.2 mm |
| 反射波前畸变 Reflected wavefront | λ/4 @632.8 nm |
| 表面质量 Surface quality | 40/20 |
| 直角面精度 Right angle error | 90° ± 5 |
| 通光孔径 Clear aperture | >90% |
| 镀膜 Coating | 铝/银/金或介质涂层 |
| 损伤阈值 Damage threshold | >1 J/cm² (20 ns, 20 Hz) @1064 nm |
典型应用:精密干涉仪、光学延迟线
四、离轴抛物面反射镜 Off-Axis Parabolic Mirror
超快激光系统的核心元件
原理:OAP反射镜利用抛物面将平行光束"汇聚到焦点",同时通过离轴设计将焦点偏离光束路径,避免了中心遮拦。配合优质镀膜,可在 600–1050 nm 范围内实现 >99% 的反射率,同时保持极低的群延迟色散。配合超低表面粗糙度(RMS<50 Å),可有效减少散射损耗,适合 Ti:spphire 和 Yb.doped 激光器等高功率超快激光系统。
光学参数
| 项目 | 指标 |
| 基片 Substrate | 铝基底、熔融石英、无氧铜 |
| 直径公差 Diameter tolerance | +0.0/-0.1 mm |
| 光谱范围 Spectral range | 600-1050 nm |
| 焦距公差 Focal length tolerance | ±1% |
| 偏移角度 Offset angle | 90° |
| 表面粗糙度 Surface roughness | RMS <50 Å |
| 镀膜类型 Coating type | Average reflectivity >99% @ 600-1000 nm, 0° Average reflectivity >99% @ 540-1000 nm, 45° Peak reflectivity >98.5% @ 730-870 nm, 45° |
典型应用:Ti:spphire 和 Yb.doped 光纤激光器、超快激光系统、台式光路系统
五、复曲面反射镜 Toric Mirror
子午/弧矢方向不同曲率——非球面柱面镜/托力克面镜
原理:复曲面镜也叫托力克面镜,是精密光束整形的核心光学曲面。其核心特征在于:镜面在子午与弧矢两个正交方向拥有两组独立的曲率半径与曲率中心,这与各向曲率一致的球面镜、单向曲率的普通柱面镜存在本质区别。
光学参数
| 项目 | 指标 |
| 加工直径 Diameter (mm) | 10-300 |
| 直径公差 Diameter tolerance (mm) | ±0.03 |
| 表面光洁度 Surface finish | 10-5 |
| 面形 Surface shape | λ/4 @632.8 nm |
| 倒角 Beveling | 0.5 mm × 45° |
| 镀膜 Coating | 增透膜、金属高反膜、定制介质高反膜 |
| 斜率误差 Slope error | <0.3 μrad |
典型应用:激光光束准直、高速扫描光学系统、异形光束整形光路
六、快速选型参考
1.多波段通用、性价比优先 → 金属反射镜(铝/银/金镀膜),覆盖可见光至中远红外,适配低中功率常规光路。
2.高功率激光、追求极低光能损耗 → 介质反射镜,指定波段反射率>99.9%,损伤阈值高、无金属吸收。
3.90° 光束转折、要求无色散无吸收 → 空心直角棱镜反射镜,干涉仪、光学延迟线首选。
4.超快激光聚焦/准直、规避遮拦与色散 → 离轴抛物面反射镜(OAP),适配飞秒、掺镱光纤激光器。
5.多维度光束整形、扫描光路 → 复曲面反射镜,双曲率独立调控光束轮廓。
七、使用与储存提示
1. 金属膜反射镜较软、易划伤,严禁无尘纸、干布直接干擦反射面,长期保存需搭配抗氧化干燥剂,避免银 / 金膜硫化发黑。
2. 多镜片折叠光路中,金属膜存在固有吸收,光损会逐级累积;500mW 以上高功率激光系统,优先选用介质反射镜。
3. 金属膜反射镜偏振依赖性弱,标注反射率为 S/P 偏振平均值;介质高反镜反射率受入射角度、偏振态影响显著,高精密光路需提前确认入射角度。
4. 高功率激光场景下,离轴抛物面反射镜建议定期检查膜层,避免损伤累积导致光路能量衰减。
5. 反射镜装配需保证无应力压紧,反射面受力不均会导致波前畸变,降低光学系统成像 / 聚焦精度。
如有定制尺寸、特殊波段、高阈值镀膜需求,可联系京盛光电获取专属选型方案。
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