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在一定的波长区域内反射率几乎不变的薄膜或薄膜组合，都可以起中性分光的作用。常用的有金属分光膜和介质分光膜。
分束镜通常总是倾斜着使用，它能方便地把入射光分离成反射光和透射光两部分。如果反射光和透射光有不同的光谱成分，或者说有不同的颜色，这种分束镜通常被称为二向色镜。本节着重介绍的是中性分束镜，它把一束光分成光谱成分相同的两束光，即它在一定的波长区域内，如可见光区域内，对各波长具有相同的透射率和反射率比，因而，反射光和透射光呈中性。透射率和反射率比为50/50的中性分束镜最为常用。
常用的中性分束镜有两种结构：一种是把膜层镀在透明的平板上，如图1-11a所示；另一种是把膜层镀在45°的直角棱镜斜面上，再胶合一个同样形状的棱镜，构成胶合立方体，如图1-11b所示。平板分束镜，由于不可避免的象散，通常应用在中、低级光学装置上。对于性能要求较高的光学系统，可以采用棱镜分束镜。胶合立方体分束镜的优点是，在仪器中装调方便，而且由于膜层不是暴露在空气中，不易损坏和腐蚀，因而对膜层材料的力学性能、化学稳定性要求较低。但是，胶合立方体分束镜的偏振效应较大也是显而易见的。
图1-11 两种分束镜的结构
（1）金属分光膜的特点 金属分光膜的吸收损耗较大，偏振度较小，分光效率较低，但制备较为简单。由于膜层中存在吸收，金属分光膜的反射率和入射光的方向有关。因此，金属分光镜的正确安装是必须要注意的。
（2）金属分光膜的部分常用材料
银（Ag）作为吸收系数最小的金属在金属分光镜中得到应用。但是银的机械强度差，且暴露在空气中容易硫化而发黑。因此，镀银的金属分光镜常胶合在棱镜中使用。
相对而言，应用更加广泛的是金属铬（Cr）。铬的力学性能和光学稳定性都非常好，与基底结合得非常牢固。它的中性程度也较为良好，分光曲线比较平坦。
此外，铑（Rh）、铂（Pt）等也有较为平坦的分光特性。
（1）介质分光膜的特点
介质分光膜与金属分光膜相比，其吸收小到可以忽略，因此分光效率高。但是介质分光膜的偏振效应较大，对波长较为敏感，而且要得到分光效率高的介质分光膜，需要在基底上多镀几层膜。
（2）介质分光膜的部分常用材料
常用于介质分光膜的低折射率材料有：二氧化硅和氟化镁；高折射率材料有：硫化锌、二氧化钛、氧化锆等。
（3）单层介质分光膜
在透明基底上镀一层厚度为 λ 0 /4的高折射率的介质薄膜，就能增加反射率，减小透射率，从而达到分光的效果。由于分光镜通常总是倾斜使用的，因此，分光膜的特性会受到入射角度的影响，如图1-12所示。
（4）多层介质分光膜
通常我们要求透射率和反射率比为50/50的中性分光镜，从图1-12可知，单层膜的分光效率还达不到要求，它只适合反射率要求较低的场合，因此必须要用到更多的膜层。常用的中性分光镜有两种：一种是平板分光镜，一种是棱镜分光镜。两者的入射光所在的介质不同，因此获得最大反射率的膜层的几何厚度也不同。
图1-12 不同入射角度下单层介质分光膜的反射率曲线
曲线a： n 0 =1.0； n H =2.35； n g =1.52； θ =0°； λ 0 =500nm
曲线b： n 0 =1.0； n H =2.35； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =500nm
1）平板分光镜 对于平板分光镜，入射介质通常为空气，可采用的膜系为G|HLHL|A或G|2LHLHL|A，这里的2L同样起到平滑光谱曲线的作用。若采用二氧化钛和二氧化硅作为高、低折射率材料，则上述膜系的反射率曲线如图1-13所示。
图1-13 平板分光镜的反射率曲线
曲线a：G|2LHLHL|A； n 0 =1.0； n H =2.3； n L =1.46； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =560nm
曲线b：G|HLHL|A； n 0 =1.0； n H =2.3； n L =1.46； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =560nm
2）棱镜分光镜 对于棱镜分光镜，入射介质通常是玻璃，这时，单层 λ 0 /4的高折射率薄膜的反射率比平板分光镜的更低。如图1-14所示，是分别镀制在平板分光镜和棱镜分光镜中的单层硫化锌薄膜反射率曲线。
由图1-14可知，对于棱镜分光镜，要达到同样分光效果需要采用更多的膜层。常用的膜系为G|HLHL2H|G、G|L HLHL 2H|G、G|2L HLH 2L|G等。若采用二氧化钛和二氧化硅作为高、低折射率材料，则上述膜系的反射率曲线如图1-15所示。
图1-14 平板和棱镜分光镜中的单层薄膜反射率曲线
曲线a： n 0 =1.0； n H =2.35； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =560nm
曲线b： n 0 =1.52； n H =2.35； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =560nm
图1-15 棱镜分光镜的反射率曲线
曲线a：G|HLHL2H|G； n 0 =1.52； n H =2.3； n L =1.46； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =510nm
曲线b：G|L HLHL 2H|G； n 0 =1.52； n H =2.3； n L =1.46； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =510nm
曲线c：G|2L HLH 2L|G； n 0 =1.52； n H =2.3； n L =1.46； n g =1.52； θ =45°； λ 0 =510nm