光學薄膜的常見功能
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
1 引言
有讀者朋友留言，想對光學鍍膜有更多的了解，因此，從本篇開始，我們將系統的介紹光學鍍膜方面的相關內容。早期，由玻璃材料做成的光學元件，在使用過程中會遇到空氣中的水汽、酸、堿等物質的侵蝕，使得表面性能下降，影響了光學產品的壽命。因此，為了解決這一問題，產生了光學鍍膜技術，通過在鏡片表面上鍍一層薄膜，可以將拋光表面與空氣做隔離，從而起到保護光學面的作用。在后續的使用過程中發現，薄膜不僅可以保護光學面，還可以改變光束的光學特性，例如讓表面透過率或者反射率產生改變，因此，人們對鍍膜技術有了更多的研究，當代的光學鍍膜，是指在拋光的光學零件表面上鍍上一層或多層薄膜的工藝過程，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，或者通過光學薄膜，實現其它特定的目的。在本篇中，我們對光學薄膜的常見功能做介紹，來讓大家對這一領域有更多的了解。
2 光學薄膜的常見功能
在光學圖紙中定義鍍膜要求的時候，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，以滿足該光學元件在光學系統中的具體使用需求，*后，還要定義鍍膜后的數值大小，比如，是需要反射率低于0.5%，還是反射率要高于96%等。根據應用的場景不同，光學薄膜的常見功能如下：
A、反射（HR Coating）
具備這一功能的薄膜稱為反射膜，是用來增加光學表面反射率的膜系，光學表面鍍了反射膜后，就可以作為反射鏡來使用了。不同的反射率指標下，對應的鍍膜膜系是不同的，常見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，對表面面形有很好的保持，反射率*高可以達到97%的水平。另一種是鍍電介質膜，電介質膜是利用不同電介質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）配合形成的介質反射膜，可以達到99.99%的反射率水平，是相當不錯的。但是介質膜的厚度通常偏厚，因此不容易保持高精度的面形。做為一個例子，下圖給出了在可見光波段，在BK7材料表面鍍金膜、銀膜、鋁膜和電解質膜的反射率曲線：
上圖中，光束為0度入射，紅色線代表金膜，綠色線代表銀膜、藍色線代表鋁膜，黑色線代表介質膜，其中介質膜是由10層的MgF2和11層的Ta2O5構成，MgF2的總厚度為66nm，Ta2O5的總厚度為99nm，它們構成的介質膜的反射率是*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，降低光學表面的反射率，從而增加光束在元件上的透過率指標。減反膜通常由一層或多層不同的電解質材料疊加而成。這里同樣可以用氟化鎂和五氧化二鉭，在下圖中，給出了在可見光波段，BK7材料在不鍍膜、鍍單層介質膜和多層介質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。藍線為在基底上鍍了3層MgF2和3層Ta2O5的多層介質膜，此時的表面反射率已經在0.5%以下了。鍍膜材料不**于MgF2和Ta2O5，實際中，可以選用很多的鍍膜材料來使用，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，另外一束光被反射，并且兩束光的光強比例是可以在膜系設計時定義的。常見的有1:1的分光膜，即透過光強和反射光強各占一半，另外，實際應用中也有1:2比例或其它各種比例的分光膜。通過對平片產品鍍膜，可以使得透過它的光束強度變弱，但是消失的光束并沒有被平片反射回去，而是被吸收掉了，從而實現光束衰減的功能。我們平時佩戴的太陽鏡，就可以實現對紫外線的吸收和光強的衰減，起到保護眼睛的目的。在光學儀器中，有恒定衰減率的衰減片，即產品的各個位置可以對入射光束實現同等程度的衰減，也有漸變衰減率的衰減片，當漸變衰減片產品繞中心旋轉一周時，光強的透過率可以由強到弱連續的變化。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，將不感興趣譜段的光束濾除掉，濾光片在光學儀器中應用非常廣泛，按照光譜特性分類，可以分為帶通濾光片、短波通濾光片、長波通濾光片等多種類型。在攝影行業，濾光片常被用來作為顏色的篩選器，從而獲得有特定藝術效果的照片。F、偏振控制（Polarizing Control）我們知道，線偏振光分為P光和S光，兩者振動方向相互垂直，傳播也是相互獨立的。通過鍍膜，可以對入射光束的偏振態進行控制，常見的應用如偏振片，它可以將自然光變成偏振光，從而廣泛應用在3D電影眼鏡、LCD顯示的場合。光學儀器中常用的偏振分光棱鏡（PBS），通過在膠合直角棱鏡的斜面鍍膜，可以實現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，光學薄膜通常是一層或多層介質的疊加，當光束在不同介質的界面層間被反射或折射時，不同偏振態的光的相位會發生改變，因此，根據這一特性，可以利用光學薄膜實現對入射光中P光和S光的相位調控，常見的有相位匹配、相位延遲等應用。還有一類光學薄膜，它們并具備光學功能，但是在實際中是需要的。例如，當光學表面需要防水時，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。還有一些場合，需要光學表面具備導電的功能，這個時候，就需要鍍ITO（Indium Tin Oxide）膜，這種膜在可見光波段具備良好的透過率，同時具備優異的導電性，從而為平板顯示器、觸摸屏、太陽能電池等電子產品設備提供透明的導電功能。
3 結語
在本文中，我們對光學薄膜的常見功能做了詳細的介紹，按照膜系的不同，光學薄膜通常具備高反、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，光學薄膜還有非光學特性的功能，例如疏水膜、ITO膜等，這些功能在實際中也會經常的用到。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，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，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、光學科研，紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監控等。
卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點，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。這個難度和具有很好的應用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
我們的愿景：卷柔讓光學更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術！
我們的目標：以高質量的產品，優惠的價格,貼心的服務，為客戶提供優良的解決方案。
上海卷柔科技以現代鍍膜技術為核心驅動力，通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶，努力為客戶創造新的利潤空間和競爭優勢，為中國的民族制造業的發展貢獻力量。
