Filem itu sendiri secara selektif memantulkan atau menyerap cahaya datang, dan warnanya adalah hasil daripada sifat optik filem tersebut. Warna filem nipis dihasilkan oleh cahaya yang dipantulkan, jadi dua aspek perlu dipertimbangkan, iaitu warna intrinsik yang dihasilkan oleh ciri penyerapan bahan filem nipis yang tidak lutsinar untuk spektrum cahaya yang boleh dilihat, dan warna gangguan yang dihasilkan oleh pelbagai pantulan bahan filem nipis yang lutsinar atau sedikit menyerap.
1. Warna intrinsik
Ciri-ciri penyerapan bahan filem nipis legap kepada spektrum cahaya nampak membawa kepada kemunculan warna intrinsik, dan proses yang paling penting ialah peralihan tenaga foton yang diserap oleh elektron. Bagi bahan konduktif, elektron menyerap tenaga foton dalam jalur valens yang separa terisi untuk beralih kepada keadaan tenaga tinggi yang tidak terisi di atas aras Fermi, yang dipanggil peralihan dalam jalur. Bagi semikonduktor atau bahan penebat, terdapat jurang tenaga antara jalur valens dan jalur konduksi. Hanya elektron dengan tenaga yang diserap lebih besar daripada lebar jurang tenaga yang boleh melintasi jurang dan peralihan dari jalur valens ke jalur konduksi, yang dikenali sebagai peralihan antara jalur. Tidak kira apa jenis peralihan, ia akan menyebabkan ketidakkonsistenan antara cahaya yang dipantulkan dan cahaya yang diserap, yang menyebabkan bahan tersebut mempamerkan warna intrinsiknya. Bahan dengan lebar jurang jalur yang lebih besar daripada had ultraungu yang nampak, seperti yang lebih besar daripada 3.5eV, adalah lutsinar kepada mata manusia. Lebar jurang jalur bahan jurang jalur sempit adalah kurang daripada had inframerah spektrum yang nampak, dan jika ia kurang daripada 1.7eV, ia kelihatan hitam. Bahan dengan lebar jalur di kawasan tengah boleh mempamerkan warna yang tersendiri. Doping boleh menyebabkan peralihan antara jalur dalam bahan dengan jurang tenaga yang luas. Unsur doping mewujudkan aras tenaga antara jurang tenaga, membahagikannya kepada dua selang tenaga yang lebih kecil. Elektron yang menyerap tenaga yang lebih rendah juga boleh mengalami peralihan, mengakibatkan bahan lutsinar asal memberikan warna.
1. Warna gangguan
Bahan filem nipis yang lutsinar atau sedikit menyerap mempamerkan warna gangguan disebabkan oleh pantulan cahaya yang berganda. Gangguan ialah perubahan amplitud yang berlaku selepas superposisi gelombang. Dalam kehidupan, jika terdapat filem minyak pada permukaan lopak air, dapat diperhatikan bahawa filem minyak tersebut menunjukkan Iridescence, iaitu warna yang dihasilkan oleh gangguan filem biasa. Mendapan lapisan nipis filem oksida lutsinar pada substrat logam boleh memperoleh banyak warna baharu melalui gangguan. Jika satu panjang gelombang cahaya datang dari atmosfera ke permukaan lapisan lutsinar, sebahagian daripadanya dipantulkan pada permukaan filem nipis dan terus kembali ke atmosfera; Bahagian yang lain mengalami pembiasan melalui filem lutsinar dan dipantulkan pada antara muka substrat filem. Kemudian terus menghantar filem lutsinar dan membiaskan pada antara muka antara filem dan atmosfera sebelum kembali ke atmosfera. Kedua-duanya akan mengakibatkan perbezaan laluan optik dan gangguan bertindih.
Masa siaran: 30 Jun 2023