光學(xué)薄膜的常見(jiàn)功能
需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠
上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
1 引言
有讀者朋友留言，想對(duì)光學(xué)鍍膜有更多的了解，因此，從本篇開(kāi)始，我們將系統(tǒng)的介紹光學(xué)鍍膜方面的相關(guān)內(nèi)容。早期，由玻璃材料做成的光學(xué)元件，在使用過(guò)程中會(huì)遇到空氣中的水汽、酸、堿等物質(zhì)的侵蝕，使得表面性能下降，影響了光學(xué)產(chǎn)品的壽命。因此，為了解決這一問(wèn)題，產(chǎn)生了光學(xué)鍍膜技術(shù)，通過(guò)在鏡片表面上鍍一層薄膜，可以將拋光表面與空氣做隔離，從而起到保護(hù)光學(xué)面的作用。在后續(xù)的使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，薄膜不僅可以保護(hù)光學(xué)面，還可以改變光束的光學(xué)特性，例如讓表面透過(guò)率或者反射率產(chǎn)生改變，因此，人們對(duì)鍍膜技術(shù)有了更多的研究，當(dāng)代的光學(xué)鍍膜，是指在拋光的光學(xué)零件表面上鍍上一層或多層薄膜的工藝過(guò)程，目的是為了改變光波的傳束特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改變等功能，或者通過(guò)光學(xué)薄膜，實(shí)現(xiàn)其它特定的目的。在本篇中，我們對(duì)光學(xué)薄膜的常見(jiàn)功能做介紹，來(lái)讓大家對(duì)這一領(lǐng)域有更多的了解。
2 光學(xué)薄膜的常見(jiàn)功能
在光學(xué)圖紙中定義鍍膜要求的時(shí)候，需要明確它適用的光譜范圍，比如是在紫外波段的鍍膜需求，還是在可見(jiàn)光或者紅外波段的需求等。另外，要明確膜層入射角度的大小，以滿足該光學(xué)元件在光學(xué)系統(tǒng)中的具體使用需求，*后，還要定義鍍膜后的數(shù)值大小，比如，是需要反射率低于0.5%，還是反射率要高于96%等。根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)景不同，光學(xué)薄膜的常見(jiàn)功能如下：
A、反射（HR Coating）
具備這一功能的薄膜稱為反射膜，是用來(lái)增加光學(xué)表面反射率的膜系，光學(xué)表面鍍了反射膜后，就可以作為反射鏡來(lái)使用了。不同的反射率指標(biāo)下，對(duì)應(yīng)的鍍膜膜系是不同的，常見(jiàn)的反射膜大致有兩種膜系的選擇，一種是金屬膜，如鋁膜、銀膜、金膜等，金屬膜的厚度通常比較薄，對(duì)表面面形有很好的保持，反射率*高可以達(dá)到97%的水平。另一種是鍍電介質(zhì)膜，電介質(zhì)膜是利用不同電介質(zhì)材料的相互疊加而形成的多層膜，如用氟化鎂（MgF2）和五氧化二鉭（Ta2O5）配合形成的介質(zhì)反射膜，可以達(dá)到99.99%的反射率水平，是相當(dāng)不錯(cuò)的。但是介質(zhì)膜的厚度通常偏厚，因此不容易保持高精度的面形。做為一個(gè)例子，下圖給出了在可見(jiàn)光波段，在BK7材料表面鍍金膜、銀膜、鋁膜和電解質(zhì)膜的反射率曲線：
上圖中，光束為0度入射，紅色線代表金膜，綠色線代表銀膜、藍(lán)色線代表鋁膜，黑色線代表介質(zhì)膜，其中介質(zhì)膜是由10層的MgF2和11層的Ta2O5構(gòu)成，MgF2的總厚度為66nm，Ta2O5的總厚度為99nm，它們構(gòu)成的介質(zhì)膜的反射率是*高的。具備這一功能的薄膜稱為增透膜或者減反膜，減反膜的作用是在一定光譜范圍內(nèi)，降低光學(xué)表面的反射率，從而增加光束在元件上的透過(guò)率指標(biāo)。減反膜通常由一層或多層不同的電解質(zhì)材料疊加而成。這里同樣可以用氟化鎂和五氧化二鉭，在下圖中，給出了在可見(jiàn)光波段，BK7材料在不鍍膜、鍍單層介質(zhì)膜和多層介質(zhì)膜的表面反射率曲線：
上圖中，光束為0度入射，紅色線代表不鍍膜的BK7拋光表面，反射率約為4.2%，綠線為在基底上鍍了單層MgF2膜的反射率曲線，膜層厚度約99nm，可以看到反射率有了明顯的降低。藍(lán)線為在基底上鍍了3層MgF2和3層Ta2O5的多層介質(zhì)膜，此時(shí)的表面反射率已經(jīng)在0.5%以下了。鍍膜材料不**于MgF2和Ta2O5，實(shí)際中，可以選用很多的鍍膜材料來(lái)使用，主要是氟化物、氧化物以及其它類化合物，常用的氟化物還包括氟化鑭LaF3、氟化釔YF3、氟化鐿YbF3等，常用的氧化物還包括二氧化硅SiO2、二氧化鈦TiO2、二氧化鋯ZrO2、二氧化鉿HfO2等，以及硫化鋅ZnS、硒化鋅ZnSe等化合物。通過(guò)鍍膜，可以將入射到鍍膜面上的光束分成兩束光，一束光透射穿過(guò)，另外一束光被反射，并且兩束光的光強(qiáng)比例是可以在膜系設(shè)計(jì)時(shí)定義的。常見(jiàn)的有1:1的分光膜，即透過(guò)光強(qiáng)和反射光強(qiáng)各占一半，另外，實(shí)際應(yīng)用中也有1:2比例或其它各種比例的分光膜。通過(guò)對(duì)平片產(chǎn)品鍍膜，可以使得透過(guò)它的光束強(qiáng)度變?nèi)酰窍У墓馐](méi)有被平片反射回去，而是被吸收掉了，從而實(shí)現(xiàn)光束衰減的功能。我們平時(shí)佩戴的太陽(yáng)鏡，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外線的吸收和光強(qiáng)的衰減，起到保護(hù)眼睛的目的。在光學(xué)儀器中，有恒定衰減率的衰減片，即產(chǎn)品的各個(gè)位置可以對(duì)入射光束實(shí)現(xiàn)同等程度的衰減，也有漸變衰減率的衰減片，當(dāng)漸變衰減片產(chǎn)品繞中心旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，光強(qiáng)的透過(guò)率可以由強(qiáng)到弱連續(xù)的變化。用于濾光功能的元件通常稱為濾光片，它可以使特定譜段的光透過(guò)，將不感興趣譜段的光束濾除掉，濾光片在光學(xué)儀器中應(yīng)用非常廣泛，按照光譜特性分類，可以分為帶通濾光片、短波通濾光片、長(zhǎng)波通濾光片等多種類型。在攝影行業(yè)，濾光片常被用來(lái)作為顏色的篩選器，從而獲得有特定藝術(shù)效果的照片。F、偏振控制（Polarizing Control）我們知道，線偏振光分為P光和S光，兩者振動(dòng)方向相互垂直，傳播也是相互獨(dú)立的。通過(guò)鍍膜，可以對(duì)入射光束的偏振態(tài)進(jìn)行控制，常見(jiàn)的應(yīng)用如偏振片，它可以將自然光變成偏振光，從而廣泛應(yīng)用在3D電影眼鏡、LCD顯示的場(chǎng)合。光學(xué)儀器中常用的偏振分光棱鏡（PBS），通過(guò)在膠合直角棱鏡的斜面鍍膜，可以實(shí)現(xiàn)將入射光束分成互成90度的P光和S光，起到起偏的作用，PBS的原理圖如下所示：我們前面提到過(guò)，光學(xué)薄膜通常是一層或多層介質(zhì)的疊加，當(dāng)光束在不同介質(zhì)的界面層間被反射或折射時(shí)，不同偏振態(tài)的光的相位會(huì)發(fā)生改變，因此，根據(jù)這一特性，可以利用光學(xué)薄膜實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光中P光和S光的相位調(diào)控，常見(jiàn)的有相位匹配、相位延遲等應(yīng)用。還有一類光學(xué)薄膜，它們并具備光學(xué)功能，但是在實(shí)際中是需要的。例如，當(dāng)光學(xué)表面需要防水時(shí)，就需要鍍疏水膜，該膜層可以使水滴在鏡片上不易附著，就像荷葉上水滴的效果一樣，被高效的排走。還有一些場(chǎng)合，需要光學(xué)表面具備導(dǎo)電的功能，這個(gè)時(shí)候，就需要鍍ITO（Indium Tin Oxide）膜，這種膜在可見(jiàn)光波段具備良好的透過(guò)率，同時(shí)具備優(yōu)異的導(dǎo)電性，從而為平板顯示器、觸摸屏、太陽(yáng)能電池等電子產(chǎn)品設(shè)備提供透明的導(dǎo)電功能。
3 結(jié)語(yǔ)
在本文中，我們對(duì)光學(xué)薄膜的常見(jiàn)功能做了詳細(xì)的介紹，按照膜系的不同，光學(xué)薄膜通常具備高反、增透、分光、衰減、濾光、偏振控制、改變光束相位的功能，除此之外，光學(xué)薄膜還有非光學(xué)特性的功能，例如疏水膜、ITO膜等，這些功能在實(shí)際中也會(huì)經(jīng)常的用到。
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國(guó)薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研，紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業(yè)燈具照明，廣告機(jī)，點(diǎn)餐機(jī)，電子白板，安防監(jiān)控等。
卷柔新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對(duì)PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無(wú)色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn)，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個(gè)難度和具有很好的應(yīng)用性，新意突出，實(shí)用性突出，濕法鍍膜在價(jià)格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無(wú)色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù)，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤(rùn)空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
