一種減反射率降透過率鍍膜方法

需要增透減反技術可以聯系我們上海工廠18917106313

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。

摘要

本論文提出一種減反射率降透過率的鍍膜方法，旨在滿足特殊光學應用場景對光線調控的需求。通過設計特定的膜系結構，選用合適的鍍膜材料，結合優化的鍍膜工藝，實現對光線反射和透射的**控制。實驗結果表明，采用該鍍膜方法制備的膜層，在目標波長范圍內，反射率可降低至 2% 以下，透過率可調控至 30%-50%，有效實現了對光線的選擇性吸收與反射，為光學儀器防護、光信號調控等領域提供了新的技術解決方案。

關鍵詞：減反射率；低透過率；鍍膜方法；膜系設計；光學調控

一、引言

在光學領域，傳統的鍍膜技術多致力于降低反射率以提高光線透過率，從而提升光學設備的成像質量和光能利用率。然而，在某些特殊應用場景下，如激光防護設備、光信號衰減器、隱私保護玻璃等，需要在降低反射率的同時，有效降低光線的透過率，以實現對光線的特殊調控。目前，針對此類需求的鍍膜技術研究相對較少，且現有方法在膜層性能穩定性、光譜調控精度等方面存在一定不足。因此，研發一種高效、穩定的減反射率降透過率鍍膜方法，具有重要的理論意義和實際應用價值。

二、鍍膜原理

2.1 光學干涉與吸收原理

減反射率降透過率鍍膜主要基于光學干涉和材料吸收原理。光學干涉方面，通過在基底表面鍍制多層不同折射率和厚度的薄膜，使各膜層反射光之間產生特定的光程差，當光程差滿足半波長的奇數倍時，反射光相互干涉抵消，從而降低反射率。材料吸收原理則是利用具有特定光學吸收特性的材料，對特定波長的光線進行吸收，減少光線的透射。通過合理設計膜系結構和選擇鍍膜材料，將光學干涉和材料吸收特性相結合，實現反射率降低和透過率調控的雙重目標。

2.2 膜系結構設計

為實現減反射率降透過率的效果，采用多層膜系結構設計。膜系通常包含高折射率層和低折射率層交替排列，同時引入具有吸收特性的功能層。高折射率材料如 TiO?、Ta?O?，低折射率材料如 SiO? ，通過調整各層的厚度和折射率，優化膜系的光學性能。功能層選用金屬氧化物（如 Fe?O?、CuO）或摻雜半導體材料，這些材料能夠對特定波長的光線產生吸收作用，從而降低透過率。利用光學薄膜設計軟件，通過理論計算和模擬，確定各膜層的參數，使膜系在目標波長范圍內達到*佳的反射和透射性能。

三、鍍膜材料選擇

3.1 高折射率材料

選用二氧化鈦（TiO?）和五氧化二鉭（Ta?O?）作為高折射率材料。TiO?在可見光和近紅外波段具有較高的折射率（n≈2.3 - 2.5），且化學穩定性良好，成本相對較低，易于制備成膜。Ta?O?折射率較高（n≈2.1 - 2.2），具有優異的硬度和耐磨性，能夠提高膜層的機械性能，增強膜層的耐用性。

3.2 低折射率材料

二氧化硅（SiO?）是常用的低折射率材料，其折射率約為 1.45，在寬光譜范圍內具有良好的透光性和化學穩定性。SiO?與高折射率材料的兼容性強，能夠形成穩定的多層膜結構，有助于實現膜系的光學性能優化。

3.3 吸收功能材料

選擇三氧化二鐵（Fe?O?）和氧化銅（CuO）作為吸收功能材料。Fe?O?在可見光波段具有一定的吸收特性，可通過調整其膜層厚度，**控制光線的吸收量。CuO 在近紅外波段表現出良好的吸收性能，適用于需要調控近紅外光線透過率的場景。此外，還可采用摻雜半導體材料，如摻雜鎢的氧化釩（VO?:W），通過摻雜改性，調節材料的吸收光譜和吸收強度，實現對特定波長光線的高效吸收。

四、鍍膜方法與工藝步驟

4.1 鍍膜方法選擇

采用磁控濺射鍍膜技術和電子束蒸發鍍膜技術相結合的方式。磁控濺射鍍膜技術能夠**控制膜層的成分和厚度，制備的膜層均勻性好、致密性高，適用于沉積高折射率材料和功能吸收材料。電子束蒸發鍍膜技術則具有蒸發速率快、成膜純度高的優點，適合用于沉積低折射率材料。兩種技術結合，能夠充分發揮各自優勢，實現高質量膜層的制備。

4.2 工藝步驟

4.2.1 基底預處理

選取光學玻璃、藍寶石或塑料等合適的基底材料。首先使用去離子水和中性清洗劑對基底進行超聲波清洗，去除表面的油污、灰塵等雜質；然后用高純度乙醇進行擦拭，進一步清潔表面；*后將基底放入真空室中，通過等離子體清洗處理，提高基底表面活性，增強膜層與基底的附著力。

4.2.2 鍍膜過程

將預處理后的基底固定在鍍膜設備的樣品架上，抽真空至 10?3 Pa 以下。先采用電子束蒸發鍍膜技術沉積低折射率的 SiO?層，控制蒸發速率和沉積時間，**控制膜層厚度。接著切換至磁控濺射鍍膜技術，依次沉積高折射率材料（TiO?、Ta?O?）和吸收功能材料（Fe?O?、CuO 或摻雜半導體材料）。在濺射過程中，**控制濺射功率、氣體流量、基底溫度等參數，確保膜層的均勻性和質量。根據膜系設計要求，重復交替沉積各層薄膜，直至完成整個膜系的制備。

4.2.3 后處理

鍍膜完成后，對樣品進行熱處理。將樣品放入高溫退火爐中，以 5℃/min 的升溫速率加熱至 300 - 400℃，保溫 1 - 2 小時后隨爐冷卻。熱處理能夠消除膜層內應力，改善膜層的結晶結構，提高膜層的光學性能和機械性能。此外，還可對膜層進行化學鈍化處理，在膜層表面形成一層鈍化膜，增強膜層的化學穩定性和抗腐蝕能力。

五、性能測試與分析

5.1 反射率測試

使用分光光度計在 200 - 2000nm 波長范圍內對鍍膜樣品進行反射率測試。結果顯示，在目標波長范圍內，未鍍膜基底的平均反射率約為 8%，而采用本方法鍍膜后的樣品，平均反射率可降低至 2% 以下，有效減少了光線的反射損失，實現了低反射率的目標。

5.2 透過率測試

同樣利用分光光度計測試樣品的透過率。實驗結果表明，通過調整膜系中吸收功能材料的種類和厚度，可將樣品的透過率在 30% - 50% 范圍內**調控，滿足不同應用場景對光線透過率的特殊要求。

5.3 膜層結構與成分分析

采用掃描電子顯微鏡（SEM）和 X 射線能譜儀（EDS）對膜層的微觀結構和成分進行分析。SEM 圖像顯示，膜層結構致密，各層之間界面清晰，無明顯缺陷。EDS 分析結果表明，膜層成分與設計配方一致，各元素分布均勻，保證了膜層光學性能的穩定性。

5.4 機械性能測試

通過鉛筆硬度測試和百格測試評估膜層的機械性能。鉛筆硬度測試結果顯示，膜層硬度達到 4H 以上，具有良好的耐磨性。百格測試中，使用 3M 膠帶粘貼并撕下后，膜層無脫落現象，表明膜層與基底之間具有優異的附著力，能夠滿足實際應用中的使用要求。

六、結論

本論文成功研發了一種減反射率降透過率的鍍膜方法，通過合理的膜系設計、材料選擇和工藝優化，實現了對光線反射和透射的有效調控。實驗結果表明，該鍍膜方法制備的膜層具有低反射率、可控透過率以及良好的機械性能和化學穩定性。該技術可廣泛應用于激光防護、光信號調控、隱私保護等領域，為特殊光學應用場景提供了可靠的技術支持。未來，可進一步優化膜系結構和鍍膜工藝，拓展該技術的應用范圍，提高其在不同領域的適用性和性能表現。

關于我們

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。

  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。