薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的氣體薄層。光學濾光片入射光經(jīng)薄膜上表面反射后得首束光，折射光經(jīng)薄膜下表面反射，又經(jīng)上表面折射后得第二束光，這兩束光在薄膜的同側，由同一入射振動分出，是相干光，屬分振幅干涉。若光源為擴展光源(面光源)，則只能在兩相干光束的特定重疊區(qū)才能觀察到干涉，故屬定域干涉。對兩表面互相平行的平面薄膜，干涉條紋定域在無窮遠，通常借助于會聚透鏡在其像方焦面內觀察;對楔形薄膜，干涉條紋定域在薄膜附近。

實驗和理論都證明，只有兩列光波具有一定關系時，才能產(chǎn)生干涉條紋，這些關系稱為相干條件。薄膜的相干條件包括三點：兩束光波的頻率相同;束光波的震動方向相同;兩束光波的相位差保持恒定。

光學薄膜是大塊材料經(jīng)過固相——液相——氣相——固相或固相——氣相——固相轉化后在基板上凝聚而成的，因而它的微觀結構、晶體結構以及薄膜成分都會與原始塊狀材料不同。

    絕大多數(shù)金屬幾乎都是以原子形式蒸發(fā)的，但是對于一些半導體和半金屬，它們多是以2個或2個以上的原子集合體逸出的。因為Sb的4個原子幾乎是以相似的共價鍵相結合，故Sb膜中主要含Sb4，同時混入Sb2和少量Sb。As多為As4和As2，Bi和Te含有相當多的Bi2和Te2，在C，Ce，Se和Si中也都觀察到類似的集合體。

    化合物的情況更加復雜。對于硫屬化合物，蒸發(fā)時材料是分解的，例如，2ZnS→2Zn+S2。但它們在基板上又重新化合了，因而仍能得到化學計量與塊狀材料近似一致的膜層。CdTe也分解為Cd和Te2。同樣，氟化物也會引起不同程度的失氟，失氟后的膜層吸收潮氣能力提高。這種失氟現(xiàn)象與蒸發(fā)源密切相關，采用大容量的輻射蒸發(fā)源可得到與塊狀化學計量近似一致的膜層。在蒸發(fā)氧化物時，可觀察分解的O2，即使是穩(wěn)定的SiO2也包含著SiO和O2.失氧最嚴重的是TiO2，Ta2O5和NiO等，相比之下，MgO，Al2O3，BeO和CoO2幾乎接近于塊狀材料。