杭州光学膜项目可行性研究报告

杭州光学膜项目可行性研究报告
杭州光学膜项目可行性研究报告

杭州光学膜项目可行性研究报告

xxx科技公司

摘要说明—

光学薄膜大致可以分为两组:偏光片和背光模组光学薄膜,主要应用

领域是TFT-LCD。LCD主要由液晶、背光模组、玻璃基板、偏光片及TFT电

极等几大部件组成。

该光学膜项目计划总投资11360.35万元,其中:固定资产投资

7693.98万元,占项目总投资的67.73%;流动资金3666.37万元,占项目

总投资的32.27%。

达产年营业收入24992.00万元,总成本费用19382.23万元,税金及

附加217.31万元,利润总额5609.77万元,利税总额6600.84万元,税后

净利润4207.33万元,达产年纳税总额2393.51万元;达产年投资利润率49.38%,投资利税率58.10%,投资回报率37.04%,全部投资回收期4.20年,提供就业职位357个。

光学薄膜的应用始于20世纪30年代,至今已形成一门独立的技术,

广泛应用在天文、军事、医学、科学检测、光显示和光通讯等行业中。光

学薄膜能改善系统性能,对光学仪器的质量起着重要或决定性的作用。

报告内容:项目基本情况、项目背景、必要性、项目市场分析、投资

方案、项目选址科学性分析、土建工程分析、工艺先进性、环境保护概述、企业卫生、项目风险说明、项目节能可行性分析、项目计划安排、投资方

案说明、经济收益分析、项目总结、建议等。

规划设计/投资分析/产业运营

杭州光学膜项目可行性研究报告目录

第一章项目基本情况

第二章项目背景、必要性

第三章项目市场分析

第四章投资方案

第五章项目选址科学性分析

第六章土建工程分析

第七章工艺先进性

第八章环境保护概述

第九章企业卫生

第十章项目风险说明

第十一章项目节能可行性分析

第十二章项目计划安排

第十三章投资方案说明

第十四章经济收益分析

第十五章招标方案

第十六章项目总结、建议

第一章项目基本情况

一、项目承办单位基本情况

(一)公司名称

xxx科技公司

(二)公司简介

本公司秉承“以人为本、品质为本”的发展理念,倡导“诚信尊重”的企业情怀;坚持“品质营造未来,细节决定成败”为质量方针;以“真诚服务赢得市场,以优质品质谋求发展”的营销思路;以科学发展观纵观全局,争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。公司全面推行“政府、市场、投资、消费、经营、企业”六位一体合作共赢的市场战略,以高度的社会责任积极响应政府城市发展号召,融入各级城市的建设与发展,在商业模式思路上领先业界,对服务区域经济与社会发展做出了突出贡献。

展望未来,公司将立足先进制造业,加强国内外技术交流合作,不断提升自主研发与生产工艺的核心技术能力,以客户服务、品质树品牌,以品牌推市场;致力成为产业的领跑者及值得信赖的合作伙伴。企业“以客户为中心”的服务理念,基于特征对用户群进行划分,从而有针对性地打造满足不同用户群多样化用能需求的客户服务体系。公司致力于高新技术产业发展,拥有有效专利和软件著作权50多项,全国质量管理先进企业、

全国用户满意企业、国家标准化良好行为AAAA企业,全国工业知识产权运用标杆企业。

(三)公司经济效益分析

上一年度,xxx集团实现营业收入15346.80万元,同比增长27.58%(3317.58万元)。其中,主营业业务光学膜生产及销售收入为12810.37万元,占营业总收入的83.47%。

根据初步统计测算,公司实现利润总额3801.62万元,较去年同期相比增长789.14万元,增长率26.20%;实现净利润2851.22万元,较去年同期相比增长338.79万元,增长率13.48%。

上年度主要经济指标

二、项目概况

(一)项目名称

杭州光学膜项目

光学级聚酯基膜为光电产业链前端最为重要的战略材料之一,主要以聚酯切片为主要材料。因需满足高透光率、低雾度、高亮度等性能要求,所以光学基膜为BOPET行业技术壁垒最高的领域。光学膜是指在光学元件或独立基板上,制镀或涂布一层或多层介电质膜或金属膜或这两类膜的组合,以改变光波的传递特性,包括光的投射、反射、吸收、散射、偏振及相位改变等。

光学级聚酯基膜为光电产业链前端最为重要的战略材料之一,主要以聚酯切片为主要材料。因需满足高透光率、低雾度、高亮度等性能要求,所以光学基膜为聚酯薄膜行业技术壁垒最高的领域。

(二)项目选址

xx经济园区

杭州,简称杭,古称临安、钱塘,是浙江省省会、副省级市、杭州都

市圈核心城市,国务院批复确定的中国浙江省省会和全省经济、文化、科

教中心、长江三角洲中心城市之一。截至2019年,全市下辖10个区、2个县、代管1个县级市,总面积16853.57平方千米,建成区面积559.2平方

千米,常住人口1036万人,城镇人口813.26万人,城镇化率78.5%。杭州地处中国华东地区、钱塘江下游、东南沿海、浙江北部、京杭大运河南端,是环杭州湾大湾区核心城市、沪嘉杭G60科创走廊中心城市、国际重要的

电子商务中心。杭州人文古迹众多,西湖及其周边有大量的自然及人文景

观遗迹,具代表性的有西湖文化、良渚文化、丝绸文化、茶文化,以及流

传下来的许多故事传说。杭州自秦朝设县治以来已有2200多年的历史,曾

是吴越国和南宋的都城。因风景秀丽,素有人间天堂的美誉。杭州得益于

京杭运河和通商口岸的便利,以及自身发达的丝绸和粮食产业,历史上曾

是重要的商业集散中心。后来依托沪杭铁路等铁路线路的通车以及上海在

进出口贸易方面的带动,轻工业发展迅速。新世纪以来,随着阿里巴巴等

高科技企业的带动,互联网经济成为杭州新的经济增长点。2018年世界短

池游泳锦标赛、2022年亚运会在杭州举办。2017年中国百强城市排行榜排

第7位。2019年6月未来网络试验设施开通运行。11月29日,杭州直飞

开罗航线正式开通。2019年12月,《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》将杭州定位为特大城市。

(三)项目用地规模

项目总用地面积31115.55平方米(折合约46.65亩)。

(四)项目用地控制指标

该工程规划建筑系数59.67%,建筑容积率1.12,建设区域绿化覆盖率5.38%,固定资产投资强度164.93万元/亩。

(五)土建工程指标

项目净用地面积31115.55平方米,建筑物基底占地面积18566.65平方米,总建筑面积34849.42平方米,其中:规划建设主体工程25946.23平方米,项目规划绿化面积1875.46平方米。

(六)设备选型方案

项目计划购置设备共计134台(套),设备购置费2383.24万元。

(七)节能分析

1、项目年用电量563215.45千瓦时,折合69.22吨标准煤。

2、项目年总用水量15785.53立方米,折合1.35吨标准煤。

3、“杭州光学膜项目投资建设项目”,年用电量563215.45千瓦时,年总用水量15785.53立方米,项目年综合总耗能量(当量值)70.57吨标准煤/年。达产年综合节能量19.90吨标准煤/年,项目总节能率23.90%,能源利用效果良好。

(八)环境保护

项目符合xx经济园区发展规划,符合xx经济园区产业结构调整规划

和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施,严格控制在国家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环境产

生明显的影响。

(九)项目总投资及资金构成

项目预计总投资11360.35万元,其中:固定资产投资7693.98万元,

占项目总投资的67.73%;流动资金3666.37万元,占项目总投资的32.27%。

(十)资金筹措

该项目现阶段投资均由企业自筹。

(十一)项目预期经济效益规划目标

预期达产年营业收入24992.00万元,总成本费用19382.23万元,税

金及附加217.31万元,利润总额5609.77万元,利税总额6600.84万元,

税后净利润4207.33万元,达产年纳税总额2393.51万元;达产年投资利

润率49.38%,投资利税率58.10%,投资回报率37.04%,全部投资回收期

4.20年,提供就业职位357个。

(十二)进度规划

本期工程项目建设期限规划12个月。

认真做好施工技术准备工作,预测分析施工过程中可能出现的技术难点,提前进行技术准备,确保施工顺利进行。

三、项目评价

1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求,符合xx经济园区及xx经济园区光学膜行业布局和结构调整政策;项目的建设对促进xx 经济园区光学膜产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。

2、xxx集团为适应国内外市场需求,拟建“杭州光学膜项目”,本期工程项目的建设能够有力促进xx经济园区经济发展,为社会提供就业职位357个,达产年纳税总额2393.51万元,可以促进xx经济园区区域经济的繁荣发展和社会稳定,为地方财政收入做出积极的贡献。

3、项目达产年投资利润率49.38%,投资利税率58.10%,全部投资回报率37.04%,全部投资回收期4.20年,固定资产投资回收期4.20年(含建设期),项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。

4、在我国国民经济和社会发展中,制造业领域民营企业数量占比已达90%以上,民间投资的比重超过85%,成为推动制造业发展的重要力量。近年来,受多重因素影响,制造业民间投资增速明显放缓,2015年首次低于10%,2016年继续下滑至3.6%。党中央、国务院高度重视民间投资工作,近年来部署出台了一系列有针对性的政策措施并开展了专项督查,民间投资增速企稳回升,今年1-10月,制造业民间投资增长4.1%,高于去年同期1.5个百分点。改革开放以来,我国非公有制经济发展迅速,在支撑增长、促进就业、扩大创新、增加税收,推动社会主义市场经济制度完善等方面发挥了重要作用,已成为我国经济社会发展的重要基础。但部分民营企业

经营管理方式和发展模式粗放,管理方式、管理理念落后,风险防范机制不健全,先进管理模式和管理手段应用不够广泛,企业文化和社会责任缺乏,难以适应我国经济社会发展的新常态和新要求。公有制为主体、多种所有制经济共同发展,是我国的基本经济制度;毫不动摇巩固和发展公有制经济,毫不动摇鼓励、支持和引导非公有制经济发展,是党和国家的大政方针。今天,我们对民营经济的包容与支持始终如一,人们在市场经济中创造未来的激情也澎湃如昨。

综上所述,项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。

四、主要经济指标

主要经济指标一览表

第二章项目背景、必要性

一、光学膜项目背景分析

光学薄膜大致可以分为两组:偏光片和背光模组光学薄膜,主要应用领域是TFT-LCD。LCD主要由液晶、背光模组、玻璃基板、偏光片及TFT电极等几大部件组成。

液晶显示器成像必须依靠偏振光,LCD液晶显示模组必须包含两张偏光片。偏光片的基本结构包括:最中间的PVA膜(聚乙烯醇),两层TAC膜(三醋酸纤维素),PSAfilm(压敏胶),Releasefilm(离型膜)和Protectivefilm(保护膜)。2017年全球液晶电视面板的出货数量达2.64亿片,同比增长1.3%;根据一个液晶先模组需要配两张偏光偏,一张偏光片需要5层光学薄膜,那么推出2017年全球液晶模组成像所需光学薄膜达到26.4亿片。

此外,LCD每个背光模组需要1张上扩散膜+2张增亮膜+1张下扩散膜+1张反射膜,我们据此推算出2017年全球液晶电视面板背光模组需要的光学薄膜数量为13.2亿片。

从成本角度,对LCD面板成本进行拆分可以看出,物料成本占到LCD 总制造成本的70%以上,折旧成本占11%,人力成本、间接成本、销售管理成本各占5-6%。物料成本中背光模组占比最高为18.2%,彩色滤光片占14.7%,偏光片占9.5%,玻璃基板占8.9%。

2017年全球液晶电视面板的出货数量达2.64亿片,出货面积为1.38

亿平米;我们按照背光模组中“1张上扩散膜+2张增亮膜+1张下扩散膜+1

张反射膜”的使用量来推测对光学膜的需求,按照Displaysearch的数据

统计预测,假设反射膜、扩散膜、增亮膜的价格分别为9、10、18元/平米,预计2017年全球LCD中背光模组用光学膜需求为6.9亿平方米,市场规模

达89.7亿元。

Displaybank的数据显示,全球偏光片市场需求从2014年的3.91亿平方米,将增加到2018年的4.989亿平米,5年年复合增长率为6.28%,按

照150元/平米价格算,全球市场空间将超过700亿。

偏光片是由多层薄膜构成,其原材料成本占生产总成本的80%。原材料主要有TAC膜、PVA膜、感压胶、保护膜和离型膜组成,其中TAC约占成本50%左右、PVA占12%、胶水5-10%,保护膜、离型膜15%,化工材料5%,其他成本占10%。根据光学薄膜占偏光片原料成本的77%(TAC+PVA+保护膜+

离型膜),2017年偏光片光学膜需求规模达到542.14亿元。

综合来看,2017年全球LCD液晶面板中背光模组和偏光片对光学膜市

场需求规模超过600亿元,由此可见,全球面板产业对光学薄膜的需求潜

力巨大!

在消费升级趋势下,市场对于4K电视等高阶产品的消化,中国已经是

当之无愧的NO.1。中国电子视像行业协会的数据显示,2018年底中国4K

电视渗透率将达到58%。而全球4K电视的渗透率还在30%的水平徘徊。

这说明了中国市场对最新显示技术的接受度是全球领先的。目前面板产业光学基膜国内进口依存度较高。全球光学基膜基本由国外大公司生产,尤其是高档光学基膜产品的国际、国内市场几乎都被日本东丽、美国3M、三菱和韩国SKC等公司垄断。国内光学薄膜产业还处在起步阶段,未来光学薄膜产业将呈现以下趋势:

未来,国内包括液晶电视在内的电子产品未来将继续保持快速增长,二目前国内的光学膜产能极小,光学膜项目对下游液晶显示器材行业的国产化水平提升有积极作用。

二、光学膜项目建设必要性分析

光学薄膜的应用始于20世纪30年代,至今已形成一门独立的技术,广泛应用在天文、军事、医学、科学检测、光显示和光通讯等行业中。光学薄膜能改善系统性能,对光学仪器的质量起着重要或决定性的作用。

光学薄膜是指镀在一些光学器件或其他器件表面上的薄膜,来选择性的吸收某些波长的光,改变某些波长的光的透射性或偏振状态,或者相位来满足人们的需要。改变光的透射性光学薄膜一般由介质或金属分子蒸发而成,对于不同波长的光可以制成不同的厚度,使用这些滤波片要比使用单色光源方便的多。

反射、减反射以及光谱调控是光学薄膜的基本功能。利用反射功能,光学薄膜可以将光线按不同的角度折转到空间的各个方向。利用减反射功能,光学薄膜可以将光线在元件表面发生反射时将光的损耗降到最低,因

而使光学器件和光学系统的功能更加的完美。利用光谱调控功能,可以将

光学系统中的色度进行变换,获得缤纷绚丽的色彩。

如果从Fraunhofer利用化学方法制备出减反射层算起,光学薄膜已经

有近两百年的历史。但是,光学薄膜真正作为一类光学元件应用于光学系统,应该从20世纪30年代扩散泵应用于真空系统开始。近几十年来,特

别是电子计算机广泛应用于光学薄膜的设计和薄膜制备过程以来,光学薄

膜元件和技术得到突飞猛进的发展,形成一种欣欣向荣的大好局面。

最早论述光学薄膜性质及其制备技术的专著是Heavens在1955年出版

的OpticalPropertiesofThinSolidFilms及Holland在1956年出版的VacuumDepositionofThinFilms这两本书,20世纪60年代初就有了中译本。在光学薄膜的发展历程中,光学薄膜的专著出版了很多本,比较有代表性

的是Maeleod的ThinFilmOpticalFilters,该书2001年已经有第三版问世,每一版都反映了光学薄膜发展的一个新阶段。

光学薄膜大致可以分为两组:偏光片和背光模组光学薄膜,主要应用

领域是TFT-LCD。LCD主要由液晶、背光模组、玻璃基板、偏光片及TFT电

极等几大部件组成。

液晶显示器成像必须依靠偏振光,LCD液晶显示模组必须包含两张偏光片。偏光片的基本结构包括:最中间的PVA膜(聚乙烯醇),两层TAC膜(三醋酸纤维素),PSAfilm(压敏胶),Releasefilm(离型膜)和Protectivefilm(保护膜)。2017年全球液晶电视面板的出货数量达2.64

亿片,同比增长1.3%;根据一个液晶先模组需要配两张偏光偏,一张偏光片需要5层光学薄膜,那么推出2017年全球液晶模组成像所需光学薄膜达到26.4亿片。

因LCD每个背光模组需要1张上扩散膜+2张增亮膜+1张下扩散膜+1张反射膜,可以推算出2017年全球液晶电视面板背光模组需要的光学薄膜数量为13.2亿片。

从对LCD面板成本进行拆分可以看出,物料成本占到LCD总制造成本的70%以上,折旧成本占11%,人力成本、间接成本、销售管理成本各占5-6%。物料成本中背光模组占比最高为18.2%,彩色滤光片占14.7%,偏光片占9.5%,玻璃基板占8.9%。

2014年全球偏光片市场需求3.91亿平方米,2018增加到4.989亿平米,5年年复合增长率为6.28%,按照150元/平米价格算,全球市场空间将超过700亿。

偏光片是由多层薄膜构成,其原材料成本占生产总成本的80%。原材料主要有TAC膜、PVA膜、感压胶、保护膜和离型膜组成,其中TAC约占成本50%左右、PVA占12%、胶水5-10%,保护膜、离型膜15%,化工材料5%,其他成本占10%。根据光学薄膜占偏光片原料成本的77%(TAC+PVA+保护膜+离型膜),2017年偏光片光学膜需求规模达到542.14亿元。

第三章项目市场分析

一、光学膜行业分析

光学级聚酯基膜为光电产业链前端最为重要的战略材料之一,主要以聚酯切片为主要材料。因需满足高透光率、低雾度、高亮度等性能要求,所以光学基膜为聚酯薄膜行业技术壁垒最高的领域。

当前,光学基膜为全球垄断生产,国内进口依存度较高。目前,全球光学基膜基本由国外大公司生产,尤其是高档光学基膜产品的国际、国内市场,几乎都被日本的东丽、美国3M、三菱和韩国的SKC等公司的产品垄断。目前国内70%的背光模组厂商大多使用上述企业的产品。我国国内光学薄膜产业还处于起步阶段,目前只有少数企业进入技术壁垒相对较高的LCD 用光学膜领域。

二、光学膜市场分析预测

光学级聚酯基膜为光电产业链前端最为重要的战略材料之一,主要以聚酯切片为主要材料。因需满足高透光率、低雾度、高亮度等性能要求,所以光学基膜为BOPET行业技术壁垒最高的领域。光学膜是指在光学元件或独立基板上,制镀或涂布一层或多层介电质膜或金属膜或这两类膜的组合,以改变光波的传递特性,包括光的投射、反射、吸收、散射、偏振及相位改变等。

《光学薄膜与技术》实验

实验班薄膜实验大纲 学时:8 适应班级:教改实验班 先修课程:大学物理、物理光学、薄膜技术 实验教学目的和要求: 在学习了光学薄膜设计基本理论的基础上,了解常用光学薄膜设计软件的基本功能并会利用这些常用的薄膜设计软件进行减反射薄膜、高反射薄膜、分光膜以及截止滤光片和带通滤光片等薄膜的设计和优化分析。了解常用真空获得设备的原理、使用方法和注意事项,掌握光学薄膜沉积的基本工艺流程,并针对三层减反射薄膜镀制实验,理解并掌握光学薄膜厚度监控的方法和技巧和在光电极值法监控膜厚时监控片的选择原则和基本技巧。通过以上实践教学环节,提高学生的实践动手能力和在实践中分析问题、解决问题的基本能力,加深对《薄膜光学与技术》理论课程的进一步理解,以便今后可以更好的从事光学薄膜的相关技术开发与研究工作。 实验授课内容: 1上机实验(4学时) 1.1 AUTOFILM光学薄膜设计软件的功能模块和使用(2学时); 1.2 TFC薄膜设计软件的功能模块和使用,并设计出三层减反射薄膜(2学时); 2. 光学镀膜机的使用和膜系的镀制(4学时) 2.1光学镀膜机的使用和注意事项; 2.2 采用电子束热蒸发技术制备三层宽带减反射薄膜; 2.3 薄膜光谱特性的测试与分析。

实验一:AUTOFILM光学薄膜设计软件的功能模块和使用 一、实验目的 1.熟悉并掌握AUTOFILM光学薄膜设计软件的组成模块和基本功能; 2.会使用AUTOFILM光学薄膜设计软件进行简单的薄膜特性计算。 二、实验预习及设计要求 预习单层光学薄膜光学特性的计算及相关理论 三、所用软件 AUTOFILM光学薄膜设计软件 四、实验内容及要求 1. 掌握AUTOFILM光学薄膜设计软件的五大模块的功能,特别是输入、优化和显示三大模块的基本功能及简单的特性特性设定; 2. 利用该软件进行单层薄膜光学特性的计算; (1)计算K9玻璃(n=1.52)基底上单层氟化镁(MgF2,n=1.38)光学厚度为130nm时,光线垂直入射下400-700nm范围内的反射率光谱曲线; (2)计算K9玻璃(n=1.52)基底上单层氟化镁(MgF2,n=1.38)光学厚度为130nm时,分别计算入射角为0、30、45、和60度时520nm波 长处的反射率值,并画反射率随入射角变化的光谱曲线。 (3)计算K9玻璃(n=1.52)基底上单层氟化镁(MgF2,n=1.38)光学厚度为260nm时,在波长分别为260nm、520nm和1040nm处的反射率, 并给出相应的曲线图。 五、实验报告要求 总体要求:格式规范,具有实验名称、实验目的、实验内容、实验设备等内容。该实验的具体要求: 1. 简述该软件模块的基本功能; 2. 完成实验内容2中的计算。

光学薄膜技术第二章课件

典型膜系介绍 根据其作用可以将光学薄膜的类型简单的分为: 1、减反射膜或者叫增透膜 2、分束膜 3、反射膜 4、滤光片 5、其他特殊应用的薄膜 一. 减反射膜(增透膜) 在众多的光学系统中,一个相当重要的组成部分是镜片上能降低反射的镀膜。在很多应用领域中,增透膜是不可缺少的,否则,无法达到应用的要求。 就拿一个由18块透镜组成的35mm 的自动变焦的照相机来说,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23%,镀有一层膜(剩余的反射为%)的镜头光透过率为%,镀多层膜(剩余的反射为%)的为%。 大功率激光系统要求某些元件有极低的表面反射,以避免敏感元件受到不需要的反射光的破坏。此外,宽带增透膜可以提高象质量、色平衡和作用距离,而使系统的全部性能增强。 当光线从折射率为n0的介质射入折射率为n1的另一介质时,在两介质的分界面上就会产生光的反射, 如果介质没有吸收,分界面是一光学表面,光线又是垂直入射,则反射率R 为: 例,折射率为的冕牌玻璃,每个表面的反射约为%,折射率较高的火石玻璃表面的反射更为显著。 这种表面反射造成了两个严重的后果: ①光能量损失,使像的亮度降低; ②表面反射光经过多次反射或漫射,有一部分成为杂散光,最后也达到像平面,使像的衬度降低,分辨率下降,从而影响光学系统的成像质量。 减反射膜,又称增透膜,它的主要功能是减少或消除透镜、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,减少或消除系统的杂散光。 最简单的增透膜是单层膜,它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低 的介于空气折射率和光学元件折射率之间的薄膜。以使某些颜色的单色光在表面 R T n n n n R -=???? ??+-=12 1010透射率

光学薄膜

光学薄膜 1.前言 光学薄膜是一类重要的光学元件, 它广泛地应用于现代光学、光电子学、光学工程以及其他相关的科学技术领域。在光的传输、调制, 光谱和能量的分割与合成以及光与其他能态的转换过程中起着不可替代的作用。如果从Fraunhofer 利用化学方法制备出减反射层算起, 光学薄膜已经有近两百年的历史。但是,光学薄膜真正作为一类光学元件应用于光学系统,是从20 世纪30 年代扩散泵应用于真空系统开始。近几十年来, 特别是电子计算机广泛应用于光学薄膜的设计和薄膜制备过程以来, 光学薄膜元件和技术得到突飞猛进的发展, 形成一种欣欣向荣的大好局面。【1】 2.光学薄膜的性质及功能 光学薄膜最基本的功能是反射、减反射和光谱调控。依靠反射功能,它可以把光束按不同的要求折转到空间各个方位;依靠减反射功能,它可以将光束在元件表面或界面的损耗减少到极致,完美的实现现代光学仪器和光学系统的设计功能;依靠它的光谱调控功能,实现光学系统中的色度变换,获得五彩缤纷的颜色世界。不仅如此,光学薄膜又是光学系统中的偏振调控,相位调控以及光电,光热和光声等功能调控元件,光学薄膜的这些功能,在激光技术,光电子技术,光通信技术,光显示技术和光存储技术等现代光学技术中得到充分的应用,促进了相关技术和学科的发展。令一方面,科学技术的不断发展,不仅对光学薄膜提出了源源不断的技术支撑,这一切又促进了光学薄膜的持续发展。光学薄膜的直接理论基础是薄膜光学,它是建立在光的干涉效应基础上的,论述光在分层介质中传播行为的一门学科。即便是科学技术日新月异飞速发展的今天,该理论仍可以一击准确的描述光在数十微米层,纳米层甚至原子层厚的薄膜中的传播行为,由此设计出不同波长,不同性能,适应不同要求的光学薄膜元件。 3.分别实现增反增透的薄膜光学计算 如上图所示,设薄膜的厚度为h ,折射率为n ,薄膜两边的空气和基片的折射率分别为0n 和 g n 。并设光从空气进入薄膜时在界面上的反射系数和透射系数分别为1r 和1t ,光从薄膜进

光学薄膜的研究进展和应用

光学薄膜的研究进展和应用 【摘要】本文介绍了光学薄膜的工作原理,并对光学薄膜的传统光学领域的应用做了简要的概述。又简要说明现代光学薄膜典型应用,对光学薄膜的制备加以介绍,最后介绍了光学薄膜的发展前景。 【关键词】光学薄膜;薄膜应用;薄膜制造; 1.光学薄膜原理简述 所谓光学薄膜是指其厚度能够光的波长相比拟,其次要能对透过其上的光产生作用。具体在于其上下表面对光的反射与透射的作用。光学薄膜的定义是:涉及光在传播路径过程中,附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层,通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性,以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊 形态的光。 光学薄膜的特点是:表面光滑,膜层之间的界面呈几何分割;膜层的折射率在界面上可以发生跃变,但在膜层内是连续的;可以是透明介质,也可以是吸收介质;可以是法向均匀的,也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为:制备时,薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料,其表面和界面是粗糙的,从而导致光束的漫散射;膜层之间的相互渗透形成扩散界面;由于膜层的生长、结构、应力等原因,形成了薄膜的各向异性;膜层具有复杂的时间效应。不同物质对光有不同的反射、吸收、透射性能,光学薄膜就是利用材料对光的这种性能,并根据实际需要制造的。 2.光学薄膜的传统应用 光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。减反射膜,是应用最广泛的光学薄膜,它可以减少光学表面的反射率而提高其透射率。对于单一波长,理论上的反射率可以降到零,透射率为100%;对于可见光谱段,反射率可以降低到0.5%,甚至更低,以保证一个由多个镜片组成的复杂系统有足够的透射率和极低的杂散光。现代光学装置没有一个是不经过减反射处理的。由于其具有极低的反射率和鲜艳的表面颜色,现代人们日常生活中的眼镜普遍都镀有减反射膜。 高反射膜,能将绝大多数入射光能量反射回去。当选用介质膜堆时,由于薄膜的损耗极低,随着膜层数的不断增加,其反射率可以不断地增加(趋近于100%)。这种高反射膜在激光器的制造和激光应用中都是必不可少的。 能量分光膜,可将入射光能量的一部分透射,另一部分反射分成两束光,最

光学薄膜技术及其应用

光学薄膜技术及其应用 张三1409074201 摘要:介绍了传统光学薄膜的原理,根据薄膜干涉的基本原理及其特点,介绍了光学薄膜的性能、制备技术,研究了光学薄膜在的应用和今后的发展趋势。 关键词:光学薄膜、薄膜干涉、应用、薄膜制备 引言: 光学薄膜是指在光学玻璃、光学塑料、光纤、晶体等各种材料的表面上镀制一层或多层薄膜,基于薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的强度、偏振状态和相位变化的光学元件,是现代光学仪器和光学器件的重要组成部分。 光学薄膜技术的发展对促进和推动科学技术现代化和仪器微型化起着十分重要的作用,光学薄膜在各个新兴科学技术中都得到了广泛的应用。 本文在简单叙述薄膜干涉的一些相关原理的基础上,介绍了光学薄膜常见的几种制备方法,研究了光学薄膜技术的相关应用,并且展望了光学薄膜研究的广阔前景。 正文: 1.光学薄膜的原理 光学薄膜的直接理论基础是薄膜光学, 它是建立在光的干涉效应基础上的、论述光在分层介质中传播行为。一列光波照射到透明薄膜上,从膜的前、后表面或上、下表面分别反射出两列光波,这两列相干光波相遇后叠加产生干涉。该理论可以比较准确地描述光在数十微米层、纳米层甚至原子层厚的薄膜中的传播行为,由此设计出不同波长、不同性能、适应不同要求的光学薄膜元件。 2.光学薄膜的性质及功能 光学薄膜最基本的功能是反射、减反射和光谱调控。依靠反射功能, 它可以把光束按不同的要求折转到空间各个方位;依靠减反射功能,它可以将光束在元件表面或界面的损耗减少到极致, 完美地实现现代光学仪器和光学系统的设计功能;依靠它的光谱调控功能, 实现光学系统中的色度变换, 获得五彩缤纷的颜色世界。 不仅如此, 光学薄膜又是光学系统中的偏振调控、相位调控以及光电、光热和光声等功能调控元件, 光学薄膜的这些功能, 在激光技术、光电子技术、光通信技术、光显示技术和光存储技术等现代光学技术中得到充分的应用, 促进了相关技术和学科的发展。 3.传统光学薄膜和新型光学薄膜 3.1传统光学薄膜 传统的光学薄膜是以光的干涉为基础。光波是一种电磁波,根据其波长的不同可分成红外线、可见光和紫外线等,当光波投射到物体上时,有一部分在它表面上被反射,其余部分经折射进入到该物体中,其中有一部分被吸收变为热能,剩的部分透射。不同的物质对光有不同的反射、吸收、透射性能,光学薄膜就是利用材料对光的这种性能,并根据实际需要制造的。 传统光学薄膜就是利用材料的这种特性,对光线产生特异性行为。传统光学薄膜有反射膜、增透膜、滤光膜、纳米光学薄膜、偏振膜、分光膜、和位相膜等。 3.2新型光学薄膜 现代科学技术特别是激光技术和信息光学的发展,光学薄膜不仅用于纯光学器件,在光电器件、光通信器件上也得到广泛的应用。近代信息光学、光电子技术及光子技术的发展,对光学薄膜产品的长寿命、高可靠性及高强度的要求越来越高,从而发展了一系列新型光学薄膜及其制备技术,并为解决光学薄膜产业化面临的问题提供了全面的解决方案,包括高强度激光器、金刚石及类金刚石膜、软X射线多层膜、太阳能选择性吸收膜和光通信用光学膜等。

光学薄膜的研究进展和应用

光学薄膜的研究进展和应用 【摘要】本文从光学薄膜的干涉原理出发,介绍了光学薄膜的工作原理,并对光学薄膜的传统光学领域的应用做了简要的概述。又举例说明现代光学薄膜在照明、激光器等领域的典型应用,最后对光学薄膜的制备加以简要的介绍。 关键词光学薄膜;薄膜应用;研究综述;薄膜制造 1 引言 我们对肥皂泡上的花纹,漂在水面上的油膜的彩色纹路见怪不怪,而这些在十七世纪引起了许多科学家的注意,而后提出了一系列的理论但都不能圆满的解释其中现象,直到近150年后的托马斯·杨的干涉实验的成功才提出了比较完整的解释。而以上列出的例子实际是光学薄膜的现象,托马斯·杨的理论又用干涉解释了其原理。的确所有的光学薄膜都是基于干涉的原理来设计和实现的。而如今在20世纪末21世纪初随着光电子技术雪崩式发展,光学薄膜技术也向着要求和技术难度更高,应用范围更广,器件种类和需求数量更多的方向迅速发展。今天,几乎所有的光学或光电系统都包含有各种光学薄膜,而且在人们的日常生活中也获得了越来越广泛的应用。本文通过介绍传统光学薄膜的工作原理,引出光学薄膜在传统以及现代科学领域的几个典型应用,来说明光学薄膜的应用及其重要地位。 2 光学薄膜原理简述 所谓光学薄膜是指其厚度能够光的波长相比拟,其次要能对透过其上的光产生作用。具体在于其上下表面对光的反射与透射的作用。光学薄膜的定义是:涉及光在传播路径过程中,附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层,通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性,以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊形态的光。 光学薄膜的特点是:表面光滑,膜层之间的界面呈几何分割;膜层的折射率在界面上可以发生跃变,但在膜层内是连续的;可以是透明介质,也可以是吸收介质;可以是法向均匀的,也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为:制备时,薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料,其表面和界面是粗糙的,从而导致光束的漫散射;膜层之间的相互渗透形成扩散界面;由于膜层的生长、结构、应力等原因,形成了薄膜的各向异性;膜层具有复杂的时间效应。不同物质对光有不同的反射、吸收、透射性能,光学薄膜就是利用材料对光的这种性能,并根据实际需要制造的。不同材料对光的反射、吸收、透射性能见表1。

光学薄膜与技术实验报告

实验一:AUTOFILM光学薄膜设计软件的功能模块和使用 一、实验目的 1.熟悉并掌握AUTOFILM光学薄膜设计软件的组成模块和基本功能; 2.会使用AUTOFILM光学薄膜设计软件进行简单的薄膜特性计算。 二、实验预习及设计要求 预习单层光学薄膜光学特性的计算及相关理论 三、所用软件 AUTOFILM光学薄膜设计软件 四、实验内容及要求 1. 掌握AUTOFILM光学薄膜设计软件的五大模块的功能,特别是输入、优化和显示三大模块的基本功能及简单的特性特性设定; 1.1文件模块中共有五个菜单项: (1)新建:删除所有现存数据,包括结构,特性等; (2)打开:打开已有的数据文件,文件扩展名为*.afd; (3)保存:保存已有的数据; (4)另存:用新的名字保存文件; (5)打印:打印光谱特性及膜系结构。 1.2输入模块有八个菜单项: (1)设置:在此对话框中输入与计算有关的各项数据,包括设计波长,设计角度,计算范围等; (2)优化设置:确定优化时的折射率和光学厚度范围; (3)特性:输入要求达到的光谱特性,可以用各种形式,如固定波长按角度变化,固定角度按波长变化,且可优化R,T,等各种值; (4)结构:可以用两种方法输入结构,表格形式或1/4波长形式; (5)评价函数类型:本程序有两种评价函数形式供选择,一种是平方和平均形式,评价函数为M=(((QTi-Qi)/Qi)2)1/2,其中i=1ton,QTi是要求的特性Qi是当前的特性,Qi是特性偏差。本程序中Qi定为0.01。另一种为最大值形式,评价函数为M=max( (QTi-Qi)/Qi). (6)优化参数:在此决定需要优化的各层参数,T代表优化厚度,N代表优化折射率,A代表两者同时优化,F代表不优化。 (7)更新结构:在此对话框中输入一个参数,以便于将现在的优化所得结构乘上此系数,作为新的初始结构。如果此参数输入为负数,则将膜系结构整体翻转,例如S/HL/A,参数为-1,则结果变化为S/LH/A。 (8)修改材料库:修改材料库中的数据值。 1.3优化模块包括: (1)Powell方法:用Powell共轭梯度法进行优化; (2)单纯形法:用单纯形法进行优化; (3)统计试验法:用统计试验的方法找最优值;

光学薄膜的分类及发展趋势

光学薄膜的发展趋势及分类、关键技术汇总科学的发展正在改变传统的光学薄膜的面貌,其应用也由原来的纯粹为光学仪器服务,逐渐渗透到通信、建筑、防伪、医疗和空间技术等领域。而新工艺、新材料、新技术的采用,或用来提高其性能,或与其他薄膜结合构成新的器件,如与电学膜结合起来的光电子薄膜,与高分子有机材料结合起来的光学有机薄膜。这些薄膜有着潜在而十分广阔的应用前景。新型光学薄膜如高强度激光膜、金刚石及类金刚石膜、软X射线多层膜、太阳能选择性吸收膜和光通信用光学膜的制备及其在器件方面的研究和应用情况。下面就目前及未来几年应用广泛、符合薄膜发展方向的设备及技术进行阐述: 一、磁控溅射设备及工艺技术 在光学薄膜领域,真空蒸发技术占据主导地位已经超过50年,并且一直在不断发展。高性能的电子枪、离子辅助镀膜、低压反应离子镀膜、高精度的监控技术、自动化的镀膜过程等一系列的进展,使得蒸发技术达到了极高的水平,制备出了DWDM、GFF增益平坦滤光片等高性能的薄膜元器件,令人叹为观止。但是,随着蒸发镀膜机性能的不断提高,结构亦愈复杂,目前需要控制的工作参数已经超过30个。并且随着真空室状态的变化,还需要适当修正一些参数,因此使过程十分复杂,成为各种故障的潜在因素,生产中已经感到不便。

磁控溅射的工艺过程简化了许多,需要控制的工作参数约为lo个左右,更容易实现过程自动化。溅射薄膜的高聚集密度使其特性对真空室的初始状态不太敏感,所以溅射薄膜的再现性会有所提高,进行工业化生产具有明显的优势。反应磁控溅射技术目前还不太适宜在弯曲面型的基底上淀积成膜;以时间为监控参数使得各个膜层厚度误差之间互不相关;对于多种膜系及膜料的适应程度不及蒸发技术;上述问题都是磁控溅射的局限性。但是,磁控溅射在光学薄膜领域中的应用将日益广泛,可能会成为一种趋势。 磁控溅射在光学多层介质膜的工业化生产中的发展空间巨大,设备和靶材料的成本将随着应用的广泛而得以降低。在一定范围内,蒸发镀膜将会逐步为磁控溅射镀膜所替代。 近年来,磁控溅射技术的应用日趋广泛,在工业生产和科学研究领域发挥巨大作用。随着对具有各种新型功能的薄膜需求的增加,相应的磁控溅射技术也获得进一步的发展。 研究内容: 1)设备的引进调试及工艺参数优化 2)产品的调研及开发应用 3)靶材的选择及利用率的提高。 二、真空紫外薄膜 真空紫外(VUV)是一种波长范围为100~200nm的不可见光线, 由于真空紫外光波长短、热效应不强等独特特性, 而广泛应

相关文档
最新文档