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球面反射镜（sphericalmirror）是指反射面是球面的反射镜，分成凹面镜和凸面镜两种。
根据受光面的凹凸，分成凹面镜和凸面镜两种，两者的第一焦点都和第二焦点重合，凹面镜中焦点是实的。凸面镜中焦点是虚的。其成像公式是：si为像距，so为物距，r为曲率半径，三个量各以球面顶点为起点。凹面镜常用来聚光或成像，如幻灯机和放映机用它作聚光镜，一些反射式的望远镜用它作物镜。由于物在凸面镜前任何位置，所得到的都是缩小正立的虚像，所以凸面镜常用作汽车上的观察镜。
两种介质的分界面为球面的一部分，物光线经界面反射成像，这就是球面反射成像。 在球面上镀以高反射率的膜，制成球面镜，其成像也是球面反射成像。
反射镜是最常用的光学元件之一。在小型实验室装置、工业应用以及大型光学系统中都会使用到反射镜。反射镜利用反射原理来改变光的方向、聚焦和收集光。反射镜由直接沉积在基底（比如玻璃）上的金属膜或者介质膜组成，普通反射镜是在玻璃后表面镀膜。光学反射镜的反射表面可能受到环境条件的影响。因此，选择反射镜时必须考虑耐久性和抗损伤性，以及反射镜对特定波长的反射程度。本文介绍反射的基本原理，并讨论反射镜的重要光学属性。
反射面可以是前表面,也可以是后表面。日常生活中用的镜子，其反射面是后表面,用于重要技术上的反射镜,大多数的反射面是前表面。光学中平面镜是惟一能成完善像的光学元件,它不改变光束的同心性质，经平面镜反射后，发散的同心光束仍是发散的同心光束，会聚的同心光束仍是会聚的同心光束。
凹面镜的反射成像
成像公式
焦距公式
横向放大率
物点在焦点之内，凹面镜成虚像
物点在焦点之外，凹面镜成实像
凸面镜的反射成像
成像公式和横向放大率公式与凹面镜相同
凸面镜的焦点
凸面镜成像光路图
为应用选择合适的反射镜需要考虑许多因素，包括反射率、激光损伤、镀膜的稳定性、基底的热膨胀、波前畸变、光的散射和成本。反射镜的特性取决于光学镀膜、基底和表面质量。镀膜决定了镜子的反射率和稳定性，是反射镜最关键的部件。反射镜膜通常由金属材料或者介电材料制成。反射镜较为常见的应用情况是光从空气（n1 = 1）入射到材料膜层上时，由上面公式给出的反射率仅取决于材料的折射率（n2）。由于其导电性，金属材料的折射率为复数，在很宽的波长范围内虚部很大。这产生了对波长不敏感的高反射率，使得金属反射镜具有光泽外观。金属膜层通常由银、金或者铝制成，得到的反射镜可以在很宽的光谱范围内使用。金属膜层相对较软，因而容易损坏，清洁时必须特别小心。电介质膜层的反射镜更耐用，更易于清洁，且损伤阈值更高。然而，由于其色散作用且折射率主要是实部，电介质反射镜的反射光谱窄，通常用于 VIS 和 NIR 光谱区域。与金属膜层相比，电介质膜层的设计具有更大的灵活性。与金属反射镜相比，电介质反射镜能够在某些光谱范围内提供更高的反射率，并可提供定制的光谱响应。
在沉积光学膜层之前，必须对基底表面进行研磨并且抛光成合适的形状（平面或者曲面）。特定的应用需要特定的反射镜参数，反射镜的表面质量和平整度决定了其保真度。表面平整度通常以波长为单位，例如，在镜子的整个可用面积上，平整度为 λ /10。当保持波前至关重要时，应该选择平整度为 λ /10—λ /20 的反射镜，而要求较低的应用可以选择平整度为 λ /2—λ /5 的反射镜，相关的成本也随之降低。表面质量通常取决于表面上随机局部缺陷的严重程度。这些通常根据“划痕和麻点”规格来量化，例如，20-10，取值较低表示表面质量更高，因而散射更低。对于高精度表面，例如激光腔内的表面，可能需要10-5 的划痕- 麻点规格，产生的散射光非常少。根据不规则性、表面粗糙度和外观缺陷的表面抛光公差，使用最先进的计量设备来验证。这些相同的参数和程序可用来评估其他光学元件（如透镜或者窗片）的质量和平整度。
金属反射镜是指基底上镀金属膜形成的反射镜。
应用
1.环保检测
2.医疗设备
3.高精密度光学仪器
4.激光测距仪
5.宽波段反射
优势
1.产品寿命长
2.对入射角和偏振态不敏感
3.特殊工艺确保无针孔
4.膜层牢固，通过美军标环境试验
金属反射膜
在光学薄膜中，高反射膜和减反射膜几乎同样重要。高反射膜是把入射光能量大部分或几乎全部反射回去的光学元件。有些反射镜要求具有足够高的反射率，而对膜的吸收率和透射率无要求，它们可以用单纯的金属膜就能满足常用的要求。在某些应用中，如果要求的反射率高于金属膜所能达到的数值，则可在金属膜上加镀额外的介质层，以提高它们反射率。还有一些反射镜不但要求有大的反射率，而且要求有最小的吸收率，这类反射镜多用全介质多层反射膜。
镀制金属反射膜常用的材料有铝（Al）、银（Ag）、金（Au）等，它们的光谱反射率曲线表示在图3-7上。铝膜是从紫外区到红外区都具有很高反射率的唯一材料，同时铝膜表面在大气中能生成一层薄薄的氧化铝（AlOg）膜，起到保护膜层的功效，所以膜层比较牢固、稳定。由于上述原因，铝膜的应用非常广泛。银膜在可见光区和红外区都有很高的反射率，而且在倾斜使用时引入的偏振效应也最小。但是蒸发的银膜用作前表面镜镀层时却因下列两个原因受到严重的限制∶它与玻璃基片的黏附性很差;易受到硫化物的影响而失去光泽。有人曾试图使用蒸发的一氧化硅或氟化镁作为保护膜，但由于它们与银的黏附性很差，没有获得成功。所以通常仅用于短期作用的场合或作为后表面镜的镀层。金膜在红外区的反射率很高，它的强度和稳定性比银膜好，所以常用它作为红外反射镜。金膜与玻璃基片的附着性较差，为此常用铬膜作为衬底层。如果在金膜的沉积过程中，辅之以离子束轰击，则可显著提高金膜与基片的附着力。
常见金属膜反射率曲线
由于多数金属膜都比较软，容易损坏，所以常常在金属膜外再加镀一层保护膜。这样既能改进强度，又能保护金属膜不受大气侵蚀。镀了保护膜后，反射镜的反射率或多或少会有所下降，保护膜的折射率越高，反射率下降得越多。最常用的保护膜是一氧化硅，此外，氧化铝（Al2O3）也常作为铝保护膜。Al2O3;可以用电子束真空蒸发，或对铝膜进行阳极氧化来制备。经阳极氧化保护的铝镜，机械强度非常好。
分类：
反射膜分为介质高反膜和金属高反膜；
其中金属高反膜常见的有
增强铝：R>90%@400-700nm
保护铝：R>87%@400-1200nm
紫外保护铝：R>80%@250-700nm
保护银：R>95%@400-12000nm
增强银：R>98.5%@700-1100nm
保护金：R>98%@2000-12000nm；
金属膜都是针对宽带的波段，且没有入射角限制，但反射率相对较低；相对于金属膜，介质膜一般针对单点波长，也可以针对宽带的波段，但在保证反射率的情况下，带宽一般比较窄，通常在300-400nm左右，且有入射角限制，反射率通常可以做到99%以上，甚至更高。例如HR@532nm，R>99.8%，AOI=45°；或者HR@400-700nm，R>99.5%，AOI=45°，当然除此之外也可以做其他单一角度或者宽入射角（如0-45°），但反射率也会有相应的变化。
常见的几种金属镀膜
1）保护铝：在紫外区常用的金属薄材料是铝，在可见光区常用铝（和银）
R>88%@可见光区
2）保护银，红外区常用金、银
＞95%可见光区
＞98%微米红外区
3）保护金 ：在0.65微米后的红外光区具有非常高的反射率
＞95%0.65-2微米
＞98%2-12微米红外光区
高反射膜
金属镜(Metallic Mirror)
成本较低，反射波段较宽。
一般用于反射率要求不是特别高，但是波段很宽的应用。
因为存在部分吸收，因此限制了其在激光领域的应用。
全介质反射镜(Dielectric HR coatings )
成本较高，反射波段较窄。
反射率可以做到很高。
反射波段范围有限，如加大反射波段范围，膜层镀制难度将提高。
膜层较厚，应力较大，存在膜层脱落风险。
镀膜基片
指在什么材质上镀膜。基底往往是使用环境和用途决定。常见的镀膜基底选择？ 如气体分析保护金多用氟化钙基底，普通反射镜用浮法玻璃，激光腔镜用硅基底，红外滤光片多用硅锗，可见及近红外多是玻璃，无氧铜多是镍和金等。
氟化钙，氟化钡，氟化镁，蓝宝石，锗，硅，硫化锌，硒化锌，硫系玻璃，N-BK7,熔融石英等
镀膜材料
附着在基底上的起到透射，反射，分光等作用的材料，可能是光学材料如硫化锌、氟化镁等，也可能是金属，如铝金等。目前成熟大批量光学镀膜材料多是颗粒状或是药片状，也有整块晶体镀膜靶材；金属镀膜材料多是丝及块状；基底，用途，和镀膜指标决定用什么镀膜材料。
光学镀膜概念及原理
镀膜是用物理或化学的方法在材料表面镀上一层透明的电解质膜，或镀一层金属膜，目的是改变材料表面的反射和透射特性，达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜。光学零件表面镀膜后，光在膜层层上多次反射和透射，形成多光束干涉，控制膜层的折射率和厚度，可以得到不同的强度分布，这是干涉镀膜的基本原理。
光学薄膜分类：
增透膜：硅、锗、硫化锌、硒化锌等基底较多，氟化物较为少见。
单波长、双波长、宽带
反射膜：分介质与金属反射膜，金属反射膜一般为镀金加保护层。
半反射、单波长、双波长、宽带
硬碳膜 :也叫DLC膜，一般镀在硅、锗、硫系玻璃外表面，做保护/增透作用， 产品另一侧一般要求镀增透膜。
分光膜 :有些要求特定入射角情况下，可见光波段反射，红外波段透过，多用于光谱分析中。
45度分光片、双色分束、偏振分束片&棱镜
滤光膜：宽带、窄带
激光晶体膜：YAG/YV04/KTP/LBO/BBO/LIND03
紫外膜-增透：193/248/266/308/340/355,铝反射180-400nm
红外膜：CO210.6UM/YAG2940NM/SI&GE&ZNSE&ZNS
镀膜工序和设备
清洗设备：
超声波清洗机：指清洗和烘干一体化的，可直接装盘镀膜。同时这个机器必须在洁净空间使用；
光学镜片的超声波清洗技术
在光学冷加工中，镜片的清洗主要是指镜片抛光后残余抛光液、黏结剂、保护性材料的清洗；镜片磨边后磨边油、玻璃粉的清洗；镜片镀膜前手指印、口水以及各种附着物的清洗。
传统的清洗方法是利用擦拭材料（纱布、无尘纸）配合化学试剂（汽油、乙醇、丙酮、乙醚）采取浸泡、擦拭等手段进行手工清擦。
这种方法费时费力，清洁度差，显然不适应现代规模化的光学冷加工行业。这迫使人们寻找一种机械化的清洗手段来代替。于是超声波清洗技术逐步进入光学冷加工行业并大显身手，进一步推动了光学冷加工业的发展。
超声波清洗技术的基本原理，大致可以认为是利用超声场产生的巨大作用力，在洗涤介质的配合下，促使物质发生一系列物理、化学变化以达到清洗目的的方法。
当高于音波（28～40khz）的高频振动传给清洗介质后，液体介质在高频振动下产生近乎真空的空腔泡，空腔泡在相互间的碰撞、合并、消亡的过程中，可使液体局部瞬间产生几千大气压的压强，如此大的压强使得周围的物质发生一系列物理、化学变化。
工艺流程：
等离子增强化学气相沉积 (PECVD)：
是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。因为利用了等离子的活性来促进化学反应，PECVD可以在较低的温度下实现
等离子辅助气相沉积
目前DLC膜常用制备方法。采用射频技术（RF-PACVD）将通入的气体（丁烷、氩气）离化，在极板自偏压（负）的吸引下，带正电的粒子向基板撞击，沉积在基板表面。
