光學(xué)鍍膜的物理原理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)

需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313

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)。

光學(xué)鍍膜技術(shù)的物理原理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

1. 光學(xué)鍍膜的物理原理

• 單層光學(xué)薄膜

  我們都知道光學(xué)薄膜效應(yīng)，比如等厚干涉和等傾干涉，這些都在高中物理中有所提及。請(qǐng)看下圖：

我們都知道光也是電磁波，它可以通過(guò)波長(zhǎng)/頻率、振幅、相位等一些列參數(shù)來(lái)描述。我們也知道，同向同頻同一空間的波會(huì)存在相干性，那么通過(guò)單層薄膜兩面的的反射光或者透射光，就存在干涉效應(yīng)。干涉效應(yīng)用上面的圖來(lái)說(shuō)明就是相位相同，就振幅相長(zhǎng)，相位差180度，則振幅相消。如果反射光振幅相消，這個(gè)薄膜對(duì)這束入射光來(lái)說(shuō)就是增透膜，相對(duì)應(yīng)的，透射光必然振幅相長(zhǎng)，因?yàn)槟芰渴睾阍淼拇嬖凇７粗瑒t是高反膜（注：這里特指介質(zhì)膜，金屬高反膜我們?cè)诤罄m(xù)章節(jié)展開(kāi)介紹。），透射振幅相消，反射振幅相長(zhǎng)。

對(duì)于單層膜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有一層介質(zhì)，而通常介質(zhì)的兩邊是空氣，即低折射率介質(zhì)。那么我們要設(shè)計(jì)一個(gè)多層膜系統(tǒng)需要怎么做呢？我們不可能把空氣層疊加在膜與膜之間。所以，在多層膜系統(tǒng)中，我們的一個(gè)單層膜系統(tǒng)通常有三層，分別是兩個(gè)低折射率介質(zhì)中間夾著一個(gè)高折射率介質(zhì)層。

• 多層薄膜系統(tǒng)的數(shù)學(xué)原理——傅立葉變換

  通常來(lái)說(shuō)，我們的光學(xué)薄膜都是需要實(shí)現(xiàn)一定的光譜要求。比如某個(gè)波段的增透效果，或者某個(gè)波段的反射效果，又或者某個(gè)波段高透，而其他波段截止。

  下圖是一個(gè)傅立葉變換的示意圖。圖一顯示了一個(gè)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的正弦波疊加一個(gè)波長(zhǎng)較短的正弦波之后，形成了一個(gè)近似梯形波形，但梯形的頂部波動(dòng)較大。圖二是在圖一基礎(chǔ)上又多疊加了兩個(gè)波長(zhǎng)更短的正弦波，我們看到*終的波形越來(lái)越趨近于梯形。

請(qǐng)看*后一張圖，正弦波的數(shù)量疊加到8層之后，*終的波形越來(lái)越趨近于矩形波。這就是傅立葉變換的模型，理論上，任何波形都可以通過(guò)若干層傅立葉變換之后，轉(zhuǎn)換成若干層正弦波的疊加。

而我們光學(xué)鍍膜領(lǐng)域，需要實(shí)現(xiàn)某種光譜要求，只需要將目標(biāo)光譜做傅立葉變換之后，將其分解為若干級(jí)傅立葉變換出來(lái)的正弦波，疊加之后就會(huì)生成我們所需要的光譜。

一個(gè)傅立葉變換的正弦波，實(shí)際上就是通過(guò)我們的一個(gè)單層膜系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們叫它諧振腔。一個(gè)*簡(jiǎn)單的諧振腔通常就是由三層介質(zhì)層組成，兩個(gè)低射射率層夾著一個(gè)高折射率層。

問(wèn)題：如果我們需要一個(gè)非常陡峭的矩形波，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？

從上圖我們可以看出，當(dāng)傅立葉變換級(jí)數(shù)只有2級(jí)或者4級(jí)時(shí)，模擬出的曲線近似于梯形，而當(dāng)傅立葉級(jí)數(shù)變?yōu)?級(jí)時(shí)，*終的曲線越來(lái)越趨近于矩形，上升和下降沿隨著級(jí)數(shù)的增加，越來(lái)越陡峭了。

理論上，只要我們的膜層足夠厚，我們可以模擬出任何想要實(shí)現(xiàn)的光譜要求，膜層的厚度決定了其制造成本，*終一個(gè)好的膜系設(shè)計(jì)一定是膜層厚度和光譜要求妥協(xié)的結(jié)果。

2. 光學(xué)鍍膜的技術(shù)實(shí)現(xiàn) 

通常來(lái)說(shuō)，我們?cè)谡婵涨焕铮ㄟ^(guò)蒸發(fā)或者濺射的方式，將膜料沉積在基材（比如玻璃）表面。

鍍膜的過(guò)程非常近似于泡泡龍游戲，我們需要非常均勻的將材料鍍?cè)诨谋砻妗５捎诹Ｗ拥某叨仁窃樱覀儫o(wú)法也沒(méi)有必要控制單個(gè)原子（或離子）降落在基材的某一特定位置。我們從技術(shù)上需要做的是，提供一個(gè)高真空環(huán)境，對(duì)于蒸鍍工藝來(lái)說(shuō)，我們需要提供一個(gè)加熱源（通常是電子槍），熔化/汽化膜料形成膜料蒸汽，粒子在基材表面沉積并牢牢的與基材表面原子形成化學(xué)鍵。對(duì)于濺射工藝來(lái)說(shuō)，這種工藝往往是針對(duì)沸點(diǎn)較高的鍍膜材料，我們通過(guò)高速氬離子轟擊靶材表面，濺射出靶材粒子，氬粒子在接觸靶材表面之后，得到一個(gè)電子變成氬氣不與任何物質(zhì)反應(yīng)，而濺射出來(lái)的靶材粒子將高速撞擊在基材表面，并被基材表面原子所俘獲。

總結(jié)：本文介紹了光學(xué)鍍膜技術(shù)的物理原理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。日常生活中我們見(jiàn)到或者見(jiàn)不到的各種光學(xué)薄膜，都是通過(guò)一定的膜系設(shè)計(jì)，選擇合適的鍍膜材料和鍍膜工藝，通過(guò)相應(yīng)的鍍膜機(jī)將材料沉積在基材表面。

關(guān)于我們

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)。

  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。