在光學系統中，反射鏡是最常見的光束控制元件。但你是否注意過，同樣是反射，光線在鏡面“表面”反射和在鏡面“背面”反射，會產生截然不同的效果？這便引出了反射鏡的兩個核心工作模式：外反射（表面反射）與內反射（背面反射）。

一、定義與光路

外反射，也稱前表面反射。反射發生在鏡面材料的最外表面，即空氣與介質（金屬或玻璃）的界面上。光線從空氣中入射到該界面，一部分直接反射回去，無需進入介質內部。典型的例子是拋光金屬鏡（如銀板、鋁板）或未加保護層的玻璃表面（此時反射率很低，只有約4%）。

內反射，或稱背面反射，是傳統玻璃鍍膜鏡的工作方式。光線先穿過玻璃的前表面（發生一次微弱的折射和反射），然后繼續傳播至玻璃背面的金屬鍍膜層（如銀或鋁），在鍍膜層與玻璃的界面上發生主反射，最后再次穿過玻璃的前表面射出。

簡而言之：外反射是“碰壁即返”；內反射是“穿堂而過，觸底反彈”。

（圖片僅供對比）

二、成像質量的本質差異

這是兩者最核心的光學區別。

外反射的光路極為簡潔：反射發生在單一界面，沒有額外的透射介質。因此，它能獲得最純凈、最銳利的反射圖像。沒有玻璃引入的光學畸變、色散、吸收或二次反射。在精密光學系統中（如天文望遠鏡、激光光路），外反射鏡是唯一的選擇。

內反射則存在一個天生的光學缺陷——重影（鬼影）。原因如下：

當光線到達玻璃前表面時，約4%的能量會被直接反射（這是外反射），形成第一個虛像。

剩余96%的光線進入玻璃，到達背面鍍膜層，在此處發生高強度的反射（反射率>90%），形成明亮的主像。

主像再次經過前表面射出時，又會有一小部分（約4%）被前表面反射回玻璃內部，造成二次、三次多重反射，但在常規鏡子中強度很低。

最終，你看到的是一個明亮的主像（來自背面）和一個暗淡的、略有偏移的副像（來自前表面）。這個副像與主像之間存在一個微小的偏移量，偏移距離與玻璃厚度和入射角有關。在夜晚觀看玻璃窗上的燈光倒影時，你會看到一主一虛兩個燈影，這就是重影的直觀體現。

因此，內反射鏡無法用于對成像清晰度要求嚴苛的場景；但對于日常照鏡子，重影的偏移極小（毫米級），人眼通常無法分辨，不影響使用。

（鍍金外反反射鏡）

三、反射率與波長選擇性

外反射的反射率取決于金屬材料本身以及入射角。例如：

鋁：在可見光波段反射率約90%，且較為平坦，呈銀白色。

銀：反射率可達95%以上，但在藍紫波段略低，略帶暖調。

金：對紅光和紅外反射率極高，對藍綠光吸收較強，呈金色。

但外反射鏡的金屬膜直接暴露在空氣中，容易氧化、劃傷，因此常需覆蓋一層透明的保護膜（如SiO?）——這會產生微弱的干涉效應。

內反射中，金屬膜被玻璃覆蓋，玻璃會吸收部分紫外和紅外光，同時改變有效光程。此外，玻璃的折射率也會影響反射光的相位變化。不過對于普通可見光應用，內反射的反射率曲線與對應的金屬膜基本一致，只是峰值反射率略低（因為前表面損失了4%的入射光）。

（鍍金反射鏡）

四、偏振特性

當光線以非垂直角度入射時，外反射會產生強烈的偏振效應：反射光中垂直于入射面的分量（s偏振）比平行分量（p偏振）反射率更高。在布儒斯特角附近，p偏振分量的反射率可降至零。這一性質被用于偏振分束器。

內反射的情況更為復雜：光線在玻璃內傳播兩次，且入射到鍍膜層上的角度與外部入射角不同（因為玻璃的折射改變了光線方向）。因此，內反射鏡的偏振特性與外反射鏡有明顯差異，通常偏振態會被混合和旋轉。對于需要偏振保持的光學系統（如激光共振腔），必須使用外反射鏡。

五、實際應用：各司其職

總結

從光學角度出發，選擇外反射還是內反射，本質上是在成像純度與物理耐久性之間做權衡：

當你需要絕對精確的波前、無重影、可預測的偏振態時（例如激光系統、天文觀測），必須使用外反射鏡。代價是鏡面脆弱，需要小心維護。

當你只需要日常反射成像、不苛求光學精度時（例如穿衣鏡、后視鏡），內反射鏡是實用而廉價的選擇，玻璃基板天然保護了金屬膜。