AR膜你知多少?本文**解读,了解学习必看
导读
AR膜称为减反射膜,或者又称增透膜,它是目前应用*广、产量*大的一种光学薄膜,至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题。那你对AR膜了解多少?下面小编就跟大家了一下AR膜的那些事!
01
AR膜介绍
主要功能
减少或消除
透镜、棱镜、平面镜等
光学表面的反射光
从而增加这些元件的透光量
在很多应用领域中
AR膜是不可缺少的
否则
无法达到应用的要求
以照相机为例
(由18块透镜组成的35mm的自动变焦照相机)
假定
每个玻璃和空气的界面有
4%
的反射
没有增透的镜头光透过率为
27%
镀有一层膜
(剩余的反射为1.3%)
镜头光透过率为
66%
镀多层膜
(剩余的反射为0.5%)
镜头光透过率为
85%
01
02
AR膜产品结构
03
AR膜增透原理
先了解
光的波粒二相性
从微观上既可以把光理解成一种波、又可以把他理解成一束高速运动的粒子
增透膜的原理
是把光当成一种波来考虑的
因为
光波和机械波一样也具有干涉的性质
在镜头前面涂上一层增透膜 (一般是"氟化钙",微溶于水) , 如果膜的厚度等于红光(注意:这里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了。
为什么我从来没有看到没有反光的镜头? 原因很简单,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色,而膜的厚度是唯壹的,所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头,一般情况下都是让绿光全部进入的,这种情况下,你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色,因为这反射光中已经没有了绿光。膜的厚度也可以根据镜头的色彩特性来决定。
04
AR膜分类
理想的单层减反膜的条件是:
膜层的光学厚度为1/4波长
其折射率为入射介质和基片折射率乘积的平方根,在可见区,使用得*普遍的是折射率为1.52左右的冕牌玻璃。根据上面理论计算,其理想的增透膜的折射率为1.23,但现能利用的薄膜的*低折射率是1.28(MgF2)。
单层AR 膜的两个主要的缺陷:
对于常用的玻璃基底,很难实现零反射
只能实现单一波长零反射,色中性差
在薄膜上镀两层以上反射材料的称为多层AR 膜,多层比单层有更好的性能,如下图,左边是单层AR 膜,右边是多层AR 膜。
05
AR膜用途
望远镜
眼镜
数字相机镜头
LCD投影系统
光学窗口
保护镜
笔记本
电脑
手机
电视
眼镜
触摸屏
等
06
AR膜使用原料
光学增透膜的研制
不仅要考虑它的
透射率
而且还要考虑它的
硬度、耐热、耐寒性
与玻璃等光体的接合力度
耐光照射性
吸热强度
等因素
能满足这么多条件的材料可想而知是很困难的
根据适合不同的需求,目前人们发现、常用的材料有氟化镁、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆 、ZnSe、ZnS陶瓷红外光红外增透膜、乙烯基倍半硅氧烷杂化膜等。
由于一般光学介质都是玻璃,并在空气中使用,那增透膜的折射率应接近1.23。现实中折射率小于氟化镁(折射率为1.38)的镀膜材料很少见,而且像氟化镁那样很好的满足各种条件的材料更是**。因此,现在一般都用氟化镁镀制增透膜。
虽然金刚石是迄今为止自然界中性能*优良的材料,但是存在工艺条件过于苛刻和成本高的问题。目前,大规模的使用金刚石薄膜的条件还不具备。通过人们对增透膜的不断发展和研究,相信会有比金刚石更为合适的材料被我们所发现利用,或者金刚石被大规模的使用。
07
AR膜加工方法
随着增透膜的不断开发和研究,光学增透膜的镀膜技术也在不断的发展。光学增透膜的厚度要控制在可见光波长1/4的数量级上,增透膜的均匀度的要求也非常的苛刻。尽管如此,在人们的不懈探索中,还是掌握了不少行之有效、先进的镀膜技术。
目前
常用的镀膜方法
真空蒸镀、化学气相沉积、溶胶凝胶镀膜
三者相比较,溶胶—凝胶镀膜设备简单、能在常温常压下操作、膜层均匀性高、微观结构可控,适于不同形状、尺寸的基片、能通过控制配方、制备工艺得到高激光破坏阈值的光学薄膜,已成为高功率激光薄膜的*具竞争力的制备方法之一。
常用四分之一波长的薄膜,并没有使透射光的光强达到*大,也就是说没有使反射光达到*弱。主要是要增透的光往往不是单色的,而是有一定的频宽,而对于一个增透膜只对某一波长的单色光有完全增透的作用。
因此可以通过多层镀膜技术来改善增透效果,同时也增加了透射光的线宽波长,也就是频宽。随着人们对增透膜的应用和发展,有人设想为细小的光纤进行镀膜,由此可见这需要多么精密的镀膜技术。
总之
“AR 膜生产的三种工艺有真空蒸镀、化学起相沉积和溶胶—凝胶镀膜,就目前来说,涂胶线的设备无法生产,但是我们可以用涂布PSA、覆合离型膜、覆合保护层等工序制备。”
上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件 的高科技企业,公司成立2005年,专业的光电镀膜公司,公司产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工;光学透镜、反射镜、棱镜等光学镀膜产品的开发和生产,为全球客户提供上等的产品和服务。
采用德国薄膜制备工艺,形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系,能够制备各种超高性能光学薄膜,包括红外薄膜、增透膜,ARcoating, 激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜,应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆,低反射橱窗玻璃,画框等。