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光学镀膜材料的分类及应用
2024-06-14 10:00
光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜的工艺过程。在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。
为什么需要抗反射薄膜？
镜片添加了抗反射薄膜，以减少光线照射镜片背面造成的眩光，有益于视力。当光线通过镜头的前后表面时，不仅会产生折射，还会产生反射。这种反射光会使别人在看镜头时看到一片白光。
我们将光学镀膜材料分为以下四类供您参考。
● 金属（合金）类：锗、铬、铝、银、金等。
● 氧化物类 ：三氧化二钇、二氧化铈、氧化镁、二氧化钛、二氧化硅、一氧化硅、二氧化锆、三氧化二铝、氧化铪等。
● 氟化物类 ：氟化钍、氟化镁、铈氟化物、氟化钙、氟化钡等。
● 其他化合物类：硫化锌、碲化铅。
金属（合金）类
锗
稀有金属，无毒无放射性,主要用于半导体工业塑料工业，红外光学器件,航天工业，光纤通讯等.透光范围2000NM--- 14000NM,n=4甚至更大。
铬
有时用在分光镜上并且通常用作”胶质层”来增强附着力,胶质层可能在550NM的范围内,但在铝镜膜导下面,30NM是增强附着力的有效值。
铝
在紫外域中它是普通金属中反射性能最好的一种,其膜的有效厚度为50NM以上。
银
如果蒸发速度足够快并且基板温度不很高时，银和铝一样具有良好的反射性,这是在高速低温下大量集结的结果，这一集结同时导致更大的吸收。
金
在红外线100nm波长以上是已知材料中具有最高反射性的材料。
氧化物类
三氧化二钇
使用电子枪蒸镀，该材料性能随膜厚而变化，在500nm时折射率约为1.8.用作铝保护膜其极受欢迎,特别相对于800-12000nm区域高入射角而言，可用作眼镜保护膜,且24小时暴露于湿气中。
二氧化铈
使用高密度的钨舟皿蒸发,在200°C的基板上蒸着二氧化铈,得到--个约为2.2的折射率,在大约3000nm有一吸收带其折射率随基板温度的变化而发生显著变化,用氧离子助镀可取得n=2.35(500nm)的低吸收性薄膜。
二氧化钛
折射率为2.21,500nm的透光范围，由于它的高折射率和相对坚固性，人们喜欢把这种高折射率材料用于防反膜，分光膜,冷光膜,滤光片,高反膜,眼镜膜,热反射镜等.
二氧化硅
如果压力过大,薄膜将有气孔并且易碎,相反压力过低薄膜将有吸收并且折射率变大。
二氧化锆
具有坚硬，结实及不均匀之特性，其材料的纯度及为重要,纯度不够薄膜通常缺乏整体致密性,它得益于适当使用IAD来增大它的折射率到疏松值以便克服它的不均匀性。
氧化铪
在150摄氏度的基板上有用电子枪蒸着,折射率在2.0左右,用氧离子助镀可能取和得2.05- -2.1 稳定的折射率，在8000- - 12000NM区HFO2用作铝保护膜外层好过SiO2。
氟化物类
氟化镁
作为1/4波厚抗反射膜普遍使用来作玻璃光学薄膜，且有大约120NM真实紫外线到大约7000nm的中部红外线区域里透过性能良好。
氟化钙与氟化钡
它们的局限性都是缺乏完全致密性。透过性在高温时移到更长的波长，所以目前它们只能用在红外膜.
氟化铅
在UV中可用作高折射率材料,在300nm时N=1.998,该材料与钼钽,钨舟接触时折射率将降低，因此需要用铂或陶瓷皿.
其他化合物类
硫化锌
折射率为2.35,400-13000m的透光范围，具有良好的应力和良好的环境耐久性。主要应用于分光膜,冷光膜，装饰膜,滤光片,高反膜,红外膜。
碲化铅
是一种具有高折射率的IR材料,作为薄膜材料在300--4000NM是透明的，在红外区N=5.1-5.5，该材料升华,基板板温度250摄氏度是有益的,健康预防是必要的，在高达40000NM时使用效果很好，别的材料常常用在超过普通的14000NM红外线边缘。
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