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簡述光學(xué)鍍膜的應(yīng)用原理
日期：2025-09-10 16:50
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摘要：簡述光學(xué)鍍膜的應(yīng)用原理
簡述光學(xué)鍍膜的應(yīng)用原理
隨著科技技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化，當(dāng)今人類已進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)社會和信息社會。并且伴隨“中國制造”的發(fā)展，光學(xué)制造在中國大陸的土地上方興未艾，發(fā)展迅猛異常。中國光學(xué)制造已經(jīng)開始在國際經(jīng)濟(jì)舞臺上有了重要的地位，中國的光學(xué)玻璃產(chǎn)量和光學(xué)零件產(chǎn)量已近名列靠前。光學(xué)薄膜是改變光學(xué)零件表面特征而鍍在光學(xué)零件表面上的一層或多層膜。可以是金屬膜、介質(zhì)膜或這兩類膜的組合。光學(xué)薄膜是各種先進(jìn)光電技術(shù)中不可缺少的一部分，它不僅能改善系統(tǒng)性能，而且是滿足設(shè)計目標(biāo)的必要手段，光學(xué)薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)及光學(xué)系統(tǒng)的各個方面，包括激光系統(tǒng)，光通信，光顯示，光儲存等，主要的光學(xué)薄膜器件包括反射膜、減反射膜、偏振膜、干涉濾光片和分光鏡等等。它們在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，獲得了科學(xué)技術(shù)工作者的日益重視。
目前，光學(xué)鍍膜材料常用品種已達(dá)60余種，而且其品種、應(yīng)用功能還在不斷被開發(fā)。近年來以發(fā)展到了金屬膜系，當(dāng)金、銀、銅和鋁的厚度為7～20um時，其對可見光的透射率為50%，而紅外光透射率小于10%，這種薄膜已成功地應(yīng)用于阿波羅宇宙飛船的面板，用于透過部分可見光，而反射幾乎全部的紅外光以進(jìn)行熱控制。以下本文主要介紹光學(xué)薄膜的特性原理及分類。
一、光學(xué)薄膜的定義
由薄的分層介質(zhì)構(gòu)成的，通過界面?zhèn)鞑ス馐活惞鈱W(xué)介質(zhì)材料，光學(xué)薄膜的應(yīng)用始于20世紀(jì)30年代，光學(xué)薄膜已經(jīng)廣泛用于光學(xué)和光電子技術(shù)領(lǐng)域，制造各種光學(xué)儀器。制備條要求件高而精。
光學(xué)薄膜的定義是：涉及光在傳播路徑過程中，附著在光學(xué)器件表面的厚度薄而均勻的介質(zhì)膜層，通過分層介質(zhì)膜層時的反射、透(折)射和偏振等特性，以達(dá)到我們想要的在某一或是多個波段范圍內(nèi)的光的全部透過或光的全部反射或偏振分離等各特殊形態(tài)的光。
光學(xué)薄膜在我們的生活中無處不在，從精密及光學(xué)設(shè)備、顯示器設(shè)備到日常生活中的光學(xué)薄膜應(yīng)用;比方說，平時戴的眼鏡、數(shù)碼相機(jī)、各式家電用品，或者是鈔票上的防偽技術(shù)，皆能被稱之為光學(xué)薄膜技術(shù)應(yīng)用之延伸。倘若沒有光學(xué)薄膜技術(shù)作為發(fā)展基礎(chǔ)，近代光電、通訊或是鐳射技術(shù)將無法有所進(jìn)展，這也顯示出光學(xué)薄膜技術(shù)研究發(fā)展的重要性。
光學(xué)薄膜系指在光學(xué)元件或獨立基板上，制鍍上或涂布一層或多層介電質(zhì)膜或金屬膜或這兩類膜的組合，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改變。故經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計可以調(diào)變不同波段元件表面之穿透率及反射率，亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。
一般來說，光學(xué)薄膜的生產(chǎn)方式主要分為干法和濕法的生產(chǎn)工藝。所謂的干式就是沒有液體出現(xiàn)在整個加工過程中，例如真空蒸鍍是在一真空環(huán)境中，以電能加熱固體原物料，經(jīng)升華成氣體后附著在一個固體基材的表面上，完成涂布加工。日常生活中所看到裝飾用的金色、銀色或具金屬質(zhì)感的包裝膜，就是以干式涂布方式制造的產(chǎn)品。但是在實際量產(chǎn)的考慮下，干式涂布運用的范圍小于濕式涂布。濕式涂布一般的做法是把具有各種功能的成分混合成液態(tài)涂料，以不同的加工方式涂布在基材上，然后使液態(tài)涂料干燥固化做成產(chǎn)品。
二、薄膜干涉原理
1、光的波動性
19世紀(jì)60年代，美國物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)展了電磁理論，指出光是一種電磁波，使波動說發(fā)展到了相當(dāng)上乘的地步。
由光的波粒二象性可知，光同無線電波、X射線、?射線一樣都是電磁波，只是它們的頻率不同。電磁波的波長λ、頻率u和傳播速率V三者之間的關(guān)系為：
V=λu
由于各種頻率的電磁波在真空中德傳播速度相等，所以頻率不同的電磁波，它們的波長也就不同。頻率高的波長短，頻率低的波長長。為了便于比較，可以按照無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和?射線等的波長(或頻率)的大小，把它們依次排成一個譜，這個譜叫電磁波譜。
在電磁波譜中，波長較長的是無線電波，無線電波又因波長的不同而分為長波、中波、短波、超短波和微波等。其次是紅外線、可見光和紫外線，這三部分合稱光輻射。在所有的電磁波中，只有可見光可以被人眼所看到。可見光的波長約在0.76微米到0.40微米之間，僅占電磁波譜中很小的一部分。再次是X射線。波長較短的電磁波是y射線。
光既然是一種電磁波，所以在傳播過程中，應(yīng)該變現(xiàn)出所具有的特征-----干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象。
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采用德國薄膜制備工藝，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、紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。
