光学薄膜新篇章：量子纳米叠层技术QNL（Quantized
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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2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔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，平板显示，安防监控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。
在追求更高效、更精准的光学解决方案的道路上，Evatec 携量子纳米叠层（QNL）技术，为光学薄膜领域带来了的突破。这不仅是一项技术的飞跃，更是对光学潜力的深度挖掘与应用扩展。什么是量子纳米叠层QNLs（Quantized Nanolaminates）Quantized Nanolaminates（量子纳米叠层，简称QNLs）是一种先进的材料技术，它涉及将具有不同折射率的两种或更多种材料以纳米级厚度的层交替堆叠起来。这种结构设计利用了量子效应，特别是量子限制（quantum confinement）效应，来实现对材料光学和电子特性的**控制。QNLs具有以下一些关键特点：
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量子效应：当材料的尺寸减小到纳米尺度时，其电子的能级分布会发生变化，这种现象称为量子限制效应。在QNLs中，这种效应可以用来调整材料的带隙和折射率。
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独立调控：QNLs技术的一个显著优势是能够独立调控材料的折射率和带隙，这在传统材料中通常是相互关联的。
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设计灵活性：通过改变层的厚度、材料组合和堆叠顺序，可以设计出具有特定光学性能的QNLs，以满足不同的应用需求。
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高折射率差异：QNLs通常由具有高折射率差异的材料组成，这可以增强干涉效应，从而在更少的层数下实现所需的光学性能。
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透明度和带宽调控：QNLs可以设计为在特定波长范围内具有高透明度，同时通过调整层厚来控制光学带宽。
如图1所示，采用 Clusterline® BPME 磁控溅射方式精密堆叠高、低折射率材料，可实现对材料折射率和能量带隙的调整以及膜厚的**控制，以下展示了通过对非晶硅（aSi）和二氧化硅（SiO2）的QNLs薄膜进行实验的研究结果。
Figure 1. a) Evatec Clusterline® BPM magnetron sputter system. b) Schematic of sputter process for the QNL layers of aSi–SiO2.
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使用aSi和SiIO2交替堆叠制备QNLs，通过调整每层的厚度，可以独立控制QNLs的折射率和带隙能量。
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通过改变旋转台的速度，可以调整每个纳米叠层的厚度和总层数。如图2进行了系列实验，改变旋转台速度（1.5秒/转至12秒/转），可改变单个纳米叠层的折射率及吸收带，随着旋转台的速度增加，透射率提高，表明有效折射率降低，同时吸收带有向更短波方向移动的现象。
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通过改变沉积参数，如氧气流量和溅射源功率，可以调整SiO2层的厚度和折射率。
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通过调整aSi层的厚度，观察到光学带隙能量的变化，这证实了量子效应的存在。
Figure 2. Transmittance spectra of QNL layers with the same power ratio of aSi to PSC, but with table speeds (1.5/3/6/12 s/pass).
Figure 3. a) The total thickness per pass increases linearly with increasing time per pass. b) Lower increase of the SiO2 thickness compared to aSi (left axis) which leads to an increase in refractive index (right axis).
利用QNL技术，我们成功开发了一种长波通滤光片，证实了这种滤光片确实阻挡了光谱的整个可见部分，并透射了近红外（NIR）部分。作为参考，使用标准aSi作为高折射率材料的类似设计将在700-900nm的波长范围内遭受高损耗，并且仅在1000nm以上达到完全透明，这是由于材料吸收点在更长波长点所导致。
Figure 4. Transmittance of a long pass filter based on SiO2/QNL aSi–SiO2 and on SiO2–TiO2 for comparison.
通过透射电子显微镜（TEM）分析，我们进一步确认了QNL层的连续性和界面的清晰度。STEM图像显示了aSi和SiO2层之间的鲜明对比，证实了我们的工艺能够实现纳米级精度的层厚控制。实验中，aSi层与SiO2层的平均厚度分别为0.95纳米和1.52纳米，与光学测量结果高度一致。
Figure 5. STEM HAADF image of the entire cross section of an aSi–SiO2 QNL. The figure inset shows the details of the nanolaminates.
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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2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔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，平板显示，安防监控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、光学科研，红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆，低反射橱窗玻璃，画框，工业灯具照明，广告机，点餐机，电子白板，安防监控等。
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