尺寸
H-K9L平凹球面离轴反射次镜
一、概述怀特池(White cell)是一种长光程气体吸收池,由三块曲率半径相同的球面凹面镜组成,通过光在镜面间的多次反射显著增加光程,提高气体检测灵敏度。
主反射镜: 1块较大凹面镜,位于池一端,如下图中的B所示。
次反射镜: 2块较小凹面镜,并排位于池另一端,与主镜曲率中心对称,如下图中的A,A‘所示。

二、金属反射膜介绍
2.1 金属的介电常数与Drude模型
介电常数是决定电磁波传播性质的重要参数。金属的介电常数可以用Drude色散模型来描述,也称为自由电子气模型。根据Drude色散模型,金属的相对介电常数Ɛ(ω)为:
(1)式中,γ为电子速度的衰减常数,ω为入射光频率,ωp称为自由电子所形成的等离子体的振荡固有角频率。可表示为:
(2)e是电子的电荷,n是电子的密度,Ɛ0是真空中的介电常数,m0是电子的质量。
经过相关的数学运算,Ɛ(ω)可分解为包含实部Ɛ‘和虚部Ɛ”的形式,实部Ɛ‘和虚部Ɛ”的具体表达式分别为:
,
(3)介电常数的实部Ɛ‘对应于光传播时电场振幅的比例,而虚部Ɛ”则对应于光的能量损耗。
2.2 金属的复折射率与吸收损耗
金属的复折射率可表示为:
(4)其中,实部 n 是金属的折射率,决定了光波在金属中的传播速度;虚部 k 被称为消光系数,表征光波在金属内传播时的能量衰减(即光能吸收)。
公式(4)的等式两边都经过平方后,可以得出介电常数的实部、虚部与复折射率满足如下关系:
(5)―般金属膜都具有较大的消光系数。当光束由空气入射到金属表面时,进入金属内的光振幅迅速衰减,使得进入金属内部的光能相应减少,从而反射光能增加。同时消光系数越大,进入金属内部的光能吸收越大,导致反射率降低,这也是金属反射镜存在一定吸收的原因。

图1 金属反射镜反射示意图
2.3 不同金属膜的光学特性
不同金属的自由电子浓度和碰撞频率不同,导致其光学特性存在显著差异:
铝膜:最常用、最经济的金属反射膜,从紫外(~200nm)到红外都有良好反射率(80%~90%)。但硬度较软,易划伤,在空气中会氧化。铝膜本身易氧化,但镀致密保护膜(如 SiO₂)后,可有效隔绝空气与水汽,铝层基本不再氧化,反射率与耐久性大幅提升。
银膜:在可见光和红外区反射率>90%,优于铝。但极易硫化发黑,耐久性极差,必须加保护膜(如SiO₂),在蓝光和紫外波段反射率迅速下降。
金膜:红外波段的“王者”,在波长>800nm的红外区,平均反射率>95%,且非常稳定。但对可见光反射率一般(呈金色),且成本较高。同样,金膜通常也需要镀保护膜,能够避免金膜受到损伤,且更方便清洁。





















































































































































































































































































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