软膜是一种传统的光学薄膜，其特点是物理性质较为脆弱，容易受到环境因素影响。与现代硬膜不同，软膜通常采用标准热蒸发技术沉积在光学元件上，不使用离子束辅助致密化。由于软膜的物理脆弱性和环境敏感性，带软膜的光学元件通常密封在组件内，或层压在保护玻璃层之间。
作用机制
软膜通过两种主要机制调控光：一种是有意设计的光学机制，另一种是不可避免的环境机制。
薄膜干涉
从根本上说，软镀膜基于薄膜干涉原理工作。镀膜由高折射率和低折射率材料交替形成的膜层组成。当光线穿过这些微观膜层时，一部分光会在每个界面处反射。根据各膜层的厚度及其特定折射率，某些波长的光会发生相长干涉并被反射，而另一些波长的光会发生相消干涉并透射。
毛细凝结
由于具有多孔微观结构，软膜会受到一种称为毛细凝结的次级物理机制影响。膜层中的微小孔隙如同海绵，会吸收环境空气中的水蒸气。当水（折射率约为 n = 1.33）取代这些孔隙中的空气（折射率为 n = 1.0）时，整个膜层的有效折射率会发生变化，从而改变干涉图样并使光学性能发生偏移。
结构与组成
软膜的独特特性与其物理结构以及沉积过程中使用的化学材料直接相关。
微观结构
由于软膜采用标准热蒸发工艺制成，气化原子以非常低的动能到达基底。
- 柱状生长：原子往往会直接附着在其到达的位置，从而形成类似于从玻璃表面向上生长的柱体或石笋的微观结构。
- 低堆积密度： 这种柱状生长会在柱体之间留下微小孔隙或间隙，因此膜层体积中有相当大一部分是空隙，而不是固体材料。
化学成分
软膜采用可在相对较低温度下轻松蒸发的材料。
- 低折射率材料： 冰晶石（氟铝酸钠）因其出色的光学透明度而得到广泛应用，但其质地较软，并且在水中具有一定的溶解性。氟化镁（MgF2）也经常使用。
- 高折射率材料: 硫化锌（ZnS）常与冰晶石搭配使用。它易于蒸发，但机械硬度不及现代金属氧化物。
- 金属层： 对于反射镜或中性密度滤光片，软膜通常由银、金或铝等未加保护层的裸露金属构成。
主要特性
传统材料与多孔结构相结合，形成了多种独特的工作特性：
- 机械脆弱性：软膜层的耐磨性极差，无法承受使用镜头纸和光学溶剂进行的标准“滴液拖拭”清洁。擦拭或触摸表面等物理接触可能会留下永久性擦痕或划痕。
- 湿度漂移： 由于毛细凝结，性能并非保持不变。随着环境湿度升高，透射和反射波段通常会向更长波长方向移动（“红移”）。如果环境变得干燥，这些波段会移回原位。
- 温度敏感性： 温度变化可能因镀膜材料的热膨胀或收缩而导致光谱性能轻微偏移。
- 出色的初始光学性能： 尽管存在物理性能方面的缺点，软膜仍可通过设计实现透射与截止之间非常陡峭的过渡，同时提供高光密度（OD）截止。
- 成本效益：由于热蒸发工艺相对简单且易于实施，因此其制造成本通常低于硬膜，生产速度也更快。
应用与防护
由于软膜易损且环境稳定性较差，因此很少用于“第一表面”光学元件（直接暴露于外部环境的表面）。
相反，它们几乎总是采用层压封装。也就是说，先对镀膜基片进行划线和切割，再使用光学环氧树脂将其密封在两片保护玻璃之间。这种层压工艺可以隔绝水分以稳定光谱性能，并防止任何物理接触损坏精密薄膜。
实际示例
1. 传统层压带通滤光片
在现代硬膜得到广泛采用之前，几乎所有用于从宽带光源中分离特定波长的窄带通滤光片都采用软膜技术。
- 结构： 由沉积在基底上的脆弱交替膜层构成，所用材料为硫化锌和冰晶石等常规软质材料。
- 保护结构：这些多孔层对湿度变化和物理磨损高度敏感，因此不能暴露在外。镀膜玻璃使用光学环氧树脂夹在外层保护玻璃片之间进行层压，边缘则进行气密密封，通常封装在黑色阳极氧化金属环内。如果您接触的是安装在金属环中的厚型多片式滤光片，则很可能是层压软膜滤光片。
2. 无镀膜金属反射镜
当需要在较宽光谱范围内获得高反射表面时，尤其是在红外波段，通常会将金属蒸镀到玻璃基片上。
- 结构: 在玻璃上沉积一层简单的金属薄膜，例如金、银或铝。
- 脆弱性： 如果表面没有施加起保护作用的硬质介质“外涂层”，这些金属层就是真正的软质镀膜。例如，未加保护的金反射镜在物理上非常脆弱，即使使用标准光学镜头纸轻轻擦过其表面，也会留下永久性的微观划痕（擦痕），使其性能永久下降。