反射膜

反射膜
反射膜

反射膜

功能:它的功能是增加光学表面的反射率。

类别:反射膜一般可分为两大类,一类是金属反射膜,一类是全电介质反射膜。此外,还有把两者结合起来的金属电介质反射膜。

特性

一般金属都具有较大的消光系数,当光束由空气入射到金属表面时,进入金属内的光振幅迅速衰减,使得进入金属内部的光能相应减少,而反射光能增加。消光系数越大,光振幅衰减越迅速,进入金属内部的光能越少,反射率越高。人们总是选择

光系数较大,光学性质较稳定的那些金属作为金属膜材料。在紫外区常用的金属薄材料是铝,在可见光区常用铝和银,在红外区常用金、银和铜,此外,铬和铂也常作一些特种薄膜的膜料。由于铝、银、铜等材料在空气中很容易氧化而降低性能,所以必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。

金属反射膜的优点是制备工艺简单,工作的波长范围宽;缺点是光损大,反射率不可能很高。为了使金属反射膜的反射率进一步提高,可以在膜的外侧加镀几层一定厚度的电介质层,组成金属电介质反射膜。需要指出的是,金属电介质射膜增加了某一波长(或者某一波区)的反射率,却破坏了金属膜中性反射的特点。

全电介质反射膜是建立在多光束干涉基础上的。与增透膜相反,在光学表面上镀一层折射率高于基体材料的薄膜,就可以增加光学表面的反射率。最简单的多层反射是由高、低折射率的二种材料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长的四分一。在这种条件下,参加叠加的各界面上的反射光矢量,振动方向相同。合成振幅随着薄膜层数的增加而增加。

铝箔反射膜概念:

Dike铝箔隔热卷材,又称阻隔膜、隔热膜、隔热箔、拔热膜、反射膜等。由铝箔贴面+聚乙烯薄膜+纤维编织物+金属涂膜通过热熔胶层压而成,铝箔卷材具有隔热保温、防水、防潮等功能。铝箔隔热卷材的日照吸收率(太阳辐射吸收系数)极低(0.07),具有卓越的隔热保温性能,可以反射掉93%以上的辐射热,被广泛应用于建筑屋面与外墙隔热保温。

原理:

热传递在建筑物热量交换中表现为三种方式:传导热+对流热<25%,辐射热>75%。

夏天瓦屋面温度升高后,大量辐射热进入室内导致温度持续上升,工作与生活环境极不舒服。

Dike铝箔卷材的太阳辐射吸收系数(法向全辐射放射率)0.07,放射热量很少。被广泛应用于屋面与墙体的隔热保温。

热能传播路线(不加隔热膜):太阳——红外线磁波——热能撞击瓦片使温度升高——瓦片成为热源放射出热能——热能撞击现浇屋面使温度升高——现浇屋面成为热源放射出热能——室内环境温度持续升高

热能传播路线(加隔热膜):太阳——红外线磁波——热能撞击瓦片使温度升高——瓦片成为热源放射出热能——热能撞击铝箔使表面温度升高——铝箔放射率极低,放射少量热能——室内保持舒适的环境温度

反射膜

反射膜 功能:它的功能是增加光学表面的反射率。 类别:反射膜一般可分为两大类,一类是金属反射膜,一类是全电介质反射膜。此外,还有把两者结合起来的金属电介质反射膜。 特性 一般金属都具有较大的消光系数,当光束由空气入射到金属表面时,进入金属内的光振幅迅速衰减,使得进入金属内部的光能相应减少,而反射光能增加。消光系数越大,光振幅衰减越迅速,进入金属内部的光能越少,反射率越高。人们总是选择 光系数较大,光学性质较稳定的那些金属作为金属膜材料。在紫外区常用的金属薄材料是铝,在可见光区常用铝和银,在红外区常用金、银和铜,此外,铬和铂也常作一些特种薄膜的膜料。由于铝、银、铜等材料在空气中很容易氧化而降低性能,所以必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。 金属反射膜的优点是制备工艺简单,工作的波长范围宽;缺点是光损大,反射率不可能很高。为了使金属反射膜的反射率进一步提高,可以在膜的外侧加镀几层一定厚度的电介质层,组成金属电介质反射膜。需要指出的是,金属电介质射膜增加了某一波长(或者某一波区)的反射率,却破坏了金属膜中性反射的特点。 全电介质反射膜是建立在多光束干涉基础上的。与增透膜相反,在光学表面上镀一层折射率高于基体材料的薄膜,就可以增加光学表面的反射率。最简单的多层反射是由高、低折射率的二种材料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长的四分一。在这种条件下,参加叠加的各界面上的反射光矢量,振动方向相同。合成振幅随着薄膜层数的增加而增加。 铝箔反射膜概念: Dike铝箔隔热卷材,又称阻隔膜、隔热膜、隔热箔、拔热膜、反射膜等。由铝箔贴面+聚乙烯薄膜+纤维编织物+金属涂膜通过热熔胶层压而成,铝箔卷材具有隔热保温、防水、防潮等功能。铝箔隔热卷材的日照吸收率(太阳辐射吸收系数)极低(0.07),具有卓越的隔热保温性能,可以反射掉93%以上的辐射热,被广泛应用于建筑屋面与外墙隔热保温。 原理: 热传递在建筑物热量交换中表现为三种方式:传导热+对流热<25%,辐射热>75%。 夏天瓦屋面温度升高后,大量辐射热进入室内导致温度持续上升,工作与生活环境极不舒服。 Dike铝箔卷材的太阳辐射吸收系数(法向全辐射放射率)0.07,放射热量很少。被广泛应用于屋面与墙体的隔热保温。 热能传播路线(不加隔热膜):太阳——红外线磁波——热能撞击瓦片使温度升高——瓦片成为热源放射出热能——热能撞击现浇屋面使温度升高——现浇屋面成为热源放射出热能——室内环境温度持续升高 热能传播路线(加隔热膜):太阳——红外线磁波——热能撞击瓦片使温度升高——瓦片成为热源放射出热能——热能撞击铝箔使表面温度升高——铝箔放射率极低,放射少量热能——室内保持舒适的环境温度

AR(抗反射)膜介绍

大面积多层膜沉积技术 一、大面积薄膜沉积设备介绍及工艺流程 1、溅射原理 定义:溅射镀膜是一个极其复杂的过程,溅射沉积过程中,一般把受到离子轰击的表面看作供应材料,作为生长薄膜的源。 1.电离工作气体,Ar等; 2.使工作粒子获得足够的能量,并轰击源物质的固体表面; 3.与源物质分子或者原子交换能量,使源物质从固体表面溅射出来; 4.固体分子或者原子溅射出来后,向基片方向输运; 5.薄膜的形成 2、连续溅射镀膜线配置 靶材的结构和尺寸 Si靶或者Ti靶 110mm×1150mm 中频交流反应磁控溅射 3、基架回件与抽气系统

2、需有高低折射率材料形成交替的叠层,产生对特定波长光的干涉效应; 3、各层材料需由真空蒸发、溅射或者溶胶-凝胶法(Sol-Gel)等方法形成膜层,高低折射率层形成干涉界面; 4、同一层必须保证为各向同性(保证膜层厚度一致,折射率一致); 5、各层膜层在工作波长内区域内吸收很小或者没有吸收。 3、抗反射(AR)增透膜 定义:减反射增透膜( Anti-Refletance简称AR膜)是在玻璃基片上镀多层复合光学膜,采用低折射率(L)和高折射率(H)材料交替形成膜堆,通过精心的膜层设计和膜厚严格控制,利用干涉效应减少基片表面反射。 抗反射增透膜的应用领域。 AR Coating的LCD显示屏 1、减小反射光强度,表面反射降低到0.5%以下,防止产生眩光; 2、表面为光滑的镀膜面,减少图像失真; 3、增加LCD的出射光强度,增加图像的对比度; 4、可以产生更宽的视角; 5、LCD显示色彩更鲜明。 6、抗反射膜的膜结构设计 AR(Anti-Reflective Glass)光学技术与护眼涂层的结合,不仅可以有效防眩防反光,同时具备最高达99.5%的超高的透光率及超亮彩性能。 抗反射膜的膜结构设计: 应用领域:汽车玻璃、太能电池等; 抗反射特点: 1、可见光透过率最高峰值99% 可见光平均透过率超过95%,大幅提高LCD、PDP原有亮度。

low-e与热反射镀膜的区别

三、不同玻璃的传热特性及参数 1、普通透明玻璃 透明玻璃(钠钙硅玻璃)的透射范围正好与太阳辐射光谱区域重合,因此,在透过可见光的同时,阳光中的红外线热能也大量地透过了玻璃,而3~5μm 中红外波段的热能又被大量地吸收,这导致它不能有效地阻挡太阳辐射能。 对暖气发出的波长5μm以上的热辐射,普通玻璃不能直接透过而是近乎完全吸收,并通过传导、辐射及与空气对流的方式将热能传递到室外。 2、热反射镀膜玻璃 热反射镀膜玻璃―――在玻璃表面镀金属或金属化合物膜,使玻璃呈显丰富色彩并具有新的光、热性能。其主要作用就是降低玻璃的遮阳系数sc,限制太阳辐射的直接透过。热反射膜层对远红外线没有明显的反射作用,故对改善u值没有大的贡献。 在夏季光照强的地区,热反射玻璃的隔热作用十分明显,可有效衰减进入室内的太阳热辐射。但在无阳光的环境中,如夜晚或阴雨天气,其隔热作用与白玻璃无异。从节能的角度来看它不适用于寒冷地区,因为这些地区需要阳光进入室内采暖。北方寒冷地区采用这种玻璃的唯一目的就是追求装饰效果。 3、low-e玻璃(低辐射镀膜玻璃)

low-e玻璃―――在玻璃表面镀低辐射材料银及金属氧化物膜,使玻璃呈现出不同颜色。其主要作用是降低玻璃的u值,同时有选择地降低sc,全面改善玻璃的节能特性。 高透型low-e玻璃,遮阳系数sc≥0.5,对透过的太阳能衰减较少。这对以采暖为主的北方地区极为适用,冬季太阳能波段的辐射可透过这种low-e玻璃进入室内,经室内物体吸收后变为low-e玻璃不能透过的远红外热辐射,并与室内暖气发出的热辐射共同被限制在室内,从而节省暖气的费用。 遮阳型low-e玻璃,遮阳系数sc<0.5,对透过的太阳能衰减较多。这对以空调致冷的南方地区极为适用,夏季可最大限度地限制太阳能进入室内,并阻挡来自室外的远红外热辐射,从而节省空调的使用费用。 不同的low-e玻璃品种适用于不同的气候地区,就节能性而言,其功能已经覆盖了热反射镀膜玻璃。 4、几种玻璃的综合参数 以相同结构的中空玻璃,镀膜面位于中空玻璃的第2#面(室外玻璃的内表面)分析表明:在同等透光率下,遮阳型low-e玻璃具有更低的遮阳系数sc,这意味着它在限制太阳热辐射的同时,并不过多阻挡可见光的透过,通俗地说,它将阳光中的热量过滤掉了。热反射镀膜玻璃获得低遮阳系数sc的代价是,损失可见光的透过,这会极大地影响室内的自然采光。

防反射膜技术进展研究

摘要:防反射膜是目前平板显示器以及新技术领域重要的产品。结合目前防反射薄膜的相关专利报道,本文综述了防反射薄膜中的低折射层、高折射层、其他性能改进等技术研究的新进展,并展望了防反射薄膜未来研究方向。 关键词:防反射膜,高折射层,低折射层,专利 1 前言 在pdp、crt、lcd等显示器中,从外部向画面照射光线,会发生该光产生反射而无法看见显示图像的情况,尤其是近年来,伴随着显示器的大型化,解决上述问题变成越来越重要的课题,为了解决这个问题,对各种显示器进行各种防反射处理和防眩处理,作为其中一种方法,在各种显示器上使用防反射薄膜。 防反射薄膜是通过在透明支持体上形成具有适宜厚度和比透明支持体的折射率低的膜制品。为了提高防反射性,由多层薄膜形成的防反射层通常具有由高折射率和低折射率层组成的层状结构。防反射膜的生产可以采用物理气相学沉积( pvd)、化学气相沉积( cvd)和化学液相沉积( cld) 3 种技术来制备光学薄膜,上述方法制作防反射膜要求条件复杂,成本高。为避免cvd苛刻的加工条件及制造成本高的问题,当前湿法涂布技术(即涂布法制备防反射薄膜)取代干法工艺是制造防反射膜的发展趋势。然而,采用湿式处理法制备的防反射薄膜与采用干式处理法制备的防反射膜相比,产生表面硬度、耐擦伤性差、光学性能差、耐溶剂性差的技术问题。因此,对涂层材料的折射率研究是推广湿法工艺研究的关键技术,不同折射率涂层的实现,除聚合体系与固化膜层的光学性能相关外,需要加入不同的材料来改善膜的光学参数及机械性能。 2 低折射率层材料研究进展 2.1氟聚合物 为了获得低的反射,优选将折射率尽可能低的材料用于低折射层。由于防反射膜薄膜设置于显示器的最外面,因此,该薄膜需要高的耐擦伤性。为了获得耐擦性高且厚度约100nm 的薄膜,薄膜本身的强度和其与下面层的牢固粘合是必需的。 低折射率的涂层可通过加入低折射率的氟化物或含氟丙烯酸酯聚合物或预聚物来调整涂层涂料的折射率,例如氟化镁、含氟(甲基)丙烯酸酯的共聚物、偏二氟乙烯与四氟乙烯的共聚物及含氟单官能(甲基)丙烯酸酯或含氟二官能(甲基)丙烯酸酯与其他多官能(甲基)丙烯酸酯的共聚物。一般情况下,涂层的折射率与涂层材料分子结构中的氟的百分含量有关,即增加氟的含量会降低涂层的折射率,这些聚合物通过调节分子结构中氟原子取代基的含量及共聚物的结构单元,可在一定范围内调节聚合物的低折射率和其他物理性能,这类含氟聚合物的折射率一般为1.3~1.5,目前已有多种含氟聚合物用于生产。 日本油脂株式会社[1]提供了一种减反射膜,它包括透明基板和一个低折射率材料层,其中低折射率材料层包括如下式(1)所示的含氟多官能(甲基)丙烯酸酯,式中r1、r2、r3和r4是相同或不同的基团,表示氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基,且r1与r2中的至少一个以及r3与r4中的至少一个表示丙烯酰基或甲基丙烯酰基;r表示有2个以上氟原子、2~12个碳原子的氟亚烷基,减反射膜由于具有上述低折射率材料层,兼备低折射率、高表面硬度和高粘合力,可应用于各种用途。 美国3m公司[2]使用由官能性含氟聚合物和丙烯酸酯的反应产物形成的低折射层,形成共交联的互穿聚合物网络。反应机理是丙烯酸酯相的多官能成分与含氟聚合物相共价交联。另外,交联使得含氟聚合物相和丙烯酸酯相显著地缠结,由此形成互穿聚合物网络或ipn,可显著改变膜的光反射/吸收特性以及耐久性能。 日本化药株式会社[3]提供了一种防反射膜,其具备基板膜、硬涂层和低折射率层的防反射膜,在基板膜上依次层积有硬涂层和低折射率层,该低折射率层具有比该硬涂层低的折射

TFCD光学膜介绍

一、光学薄膜简介 1、光学薄膜的定义 光学薄膜在我们的生活中无处不在,从精密及光学设备、显示器设备到日常生活中的光学薄膜应用;比方说,平时戴的眼镜、数码相机、各式家电用品,或者是钞票上的防伪技术,皆能被称之为光学薄膜技术应用之延伸。倘若没有光学薄膜技术作为发展基础,近代光电、通讯或是镭射技术将无法有所进展,这也显示出光学薄膜技术研究发展的重要性。 光学薄膜系指在光学元件或独立基板上,制镀上或涂布一层或多层介电质膜或金属膜或这两类膜的组合,以改变光波之传递特性,包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改变。故经由适当设计可以调变不同波段元件表面之穿透率及反射率,亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。 一般来说,光学薄膜的生产方式主要分为干法和湿法的生产工艺。所谓的干式就是没有液体出现在整个加工过程中,例如真空蒸镀是在一真空环境中,以电能加热固体原物料,经升华成气体后附着在一个固体基材的表面上,完成涂布加工。日常生活中所看到装饰用的金色、银色或具金属质感的包装膜,就是以干式涂布方式制造的产品。但是在实际量产的考虑下,干式涂布运用的范围小于湿式涂布。湿式涂布一般的做法是把具有各种功能的成分混合成液态涂料,以不同的加工方式涂布在基材上,然后使

液态涂料干燥固化做成产品。在本文中仅讨论湿式涂布技术的光学薄膜产业。 2、光学薄膜种类 光学薄膜根据其用途分类、特性与应用可分为:反射膜、增透膜/减反射膜、滤光片、偏光片/偏光膜、补偿膜/相位差板、配向膜、扩散膜/片、增亮膜/棱镜片/聚光片、遮光膜/黑白胶等。相关衍生的种类有光学级保护膜、窗膜等。 2.1、反射膜 反射膜一般可分为两类,一类是金属反射膜,一类是全电介质反射膜。此外,还有将两者结合的金属电介质反射膜,功能是增加光学表面的反射率。 一般金属都具有较大的消光系数。当光束由空气入射到金属表面时,进入金属内的光振幅迅速衰减,使得进入金属内部的光能相应减少,而反射光能增加。消光系数越大,光振幅衰减越迅速,进入金属内部的光能越少,反射率越高。人们总是选择消光系数较大,光学性质较稳定的金属作为金属膜材料。在紫外区常用的金属薄材料是铝,在可见光区常用铝和银,在红外区常用金、银和铜,此外,铬和铂也常作一些特种薄膜的膜料。由于铝、银、铜等材料在空气中很容易氧化而降低性能,所以必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。 金属反射膜的优点是制备工艺简单,工作的波长范围宽;缺

减反射膜

减反射膜(增透膜)工作原理 光具有波粒二相性,即从微观上既可以把它理解成一种波、又可以把他理解成一束高速运动的粒子(注意,这里可千万别把它理解成一种简单的波和一种简单的粒子。它们都是微观上来讲的。红光波的波长=0.750微米紫光波长=0.400微米。而一个光子的质量是 6.63E-34 千克. 如此看来他们都远远不是我们所想想的那种宏观波和粒子.) 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,而膜的厚度是唯一的,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。 定义及其设计: 二十世纪三十年代发现的增透膜促进了薄膜光学的早期发展.对于技术光学的推动来说,在所有的光学薄膜中,增透膜也起着最重要的作用.直至今天,就其生产的总量来说,它仍然超过所有其他的薄膜因此,研究增透膜的设计和制备教术,对于生产实践有着重要的意义. 我们都知道,当光线从折射率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为透射率为 投射率为: 例如,折射率为1。52的冕牌玻璃,每个表面的反射约为4.2%左右。折射率较高的火石玻璃,则表面反射更为显著.这种表面反射造成了两个严重的后果:光能量损失,使象的亮度降低;表面反射光经过多次反射或漫射,有一部分成为杂散光,最后也到达象平面,使象的衬度降低,从而影响系统的成象质量,特别是电视、电影摄影镜头等复杂系统,都包台了很多个与空气相邻的表面,如不敷上增透膜将完全不能应用. 目前已有很多不同类型的增透膜可供利用.以满足技术光学领域的极大部分需要.可是复杂的光学系统和激光光学,对减反射性能往往有特殊严格的要求.例如.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的破坏.此外,宽带增透膜提高了象质量、色平衡和作用距离,而使系统的全部性能增强.因此,生产实际的需要促使了减反射膜的不断发展. 在比较复杂的光学系统中,入射光的能量往往因多次反射而损失。例如,高级照相机的镜头有六、七个透镜组成。反射损失的光能约占入射光能的一半,同时反射的杂散光还要影响成像的质量。为了减少入射光能在透镜玻璃表面上反射时所引起的损失,常在镜面上镀一层厚度均匀的透明薄膜(常用氟化镁MgF2,其折射率为1.38,介于玻璃与空气之间),利用薄膜的干涉使反射光能减到最小,这样的薄膜称为增透膜。 现在我们来看一下简单的单层增透膜。设膜的厚度为e,当光垂直入射时,薄膜两表面反射光的光程差为2ne,由于在膜的上、下表面反射时都有相位突变,结果没有附加的相位差,两反射光干涉相消时应满足:

单双多层增透膜的原理及应用

单双多层增透膜的原理 及应用 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

单、双、多层增透膜的原理及应用 (转载自网络并整理) ? 单层λ/4增透膜 λ/4的光学增透膜(下面讨论时光学元件用玻璃来代替, 初始入射介质用空气来代替), 一般为在玻璃上镀一层光学厚度为λ/4的薄膜,且薄膜的折射率大于空气的折射率, 小于玻璃的折射率由菲涅耳公式知, 光线垂直人射时, 反射光在空气一薄膜界面和薄膜一玻璃界面都有半波损失设空气、镀膜、玻璃的折射率分别为n0,n1,n2 且n2>n1>n0定义R01,T01为空气-薄膜界面的反射率与透射率,R01,T01为薄膜-空气界面的反射率与透射率,R12,T12为薄膜-玻璃界面的反射率与透射率, R21,T21为玻璃-薄膜界面的反射率与透射率如图4-1所示示, 为了区分人射光线和反射光线, 这里将入射光线画成斜入射,图4-1中反射光线1和2的光程差为λ/2, 这样反射光便能完全相消由菲涅耳公式知道, 光垂直通过界面时, 反射率R 和透射率T 与折射率n 的关系为: 设人射光的光强为I0, 则反射光线1的光强I1=I0R0, 反射光线2的光强I2=I0I01R12T10。余下的反射光的光强中会出现反射率的平方, 因为反射率都比较小, 故可不再考虑。λ/4的光学增透膜使反射光线1与反射光线2的光程差为δ=2n1d1=λ/2, 故相位差为л, 由干涉理论知, 干涉后的光强为: 因为折射率n0,n1,n2比较接近,例如n0=1,n2=的界面,T=96%,故可近似地取T01 和T10为1,若使Ip 为0 ,则有R01=R12,即: 由n2>n1>n0得201n n n ,当上式成立时,反射率最小,透射率最大。但是涂一层膜也有不足之处,因为常用的λ/4光学增透膜MgF2,MgF2的折射率为,*=,而玻璃的折射率一般在~之间,所以用MgF2增透膜不能使反射光光强最小,再者,一波长为λ+Δλ的光垂直

用透射光栅谱仪测量多层膜的反射特性

光学精密工程990404 光学精密工程 OPTICS AND PRECISION ENGINEERING 1999年 第7卷 第4期 Vol.7 No.4 1999 用透射光栅谱仪测量多层膜的反射特性* 王占山 摘 要 软X射线多层膜是当前应用光学和工程光学的研究热点之一,反射率是其性能和膜层质量最直观的参数,它的测量对了解多层膜性能和改进多层膜制备工艺具有重要意义。本文介绍采用带有前置光学系统的大面积透射光栅光谱仪分光,让软X射线多层膜反射+1级或-1级软X射线,用国产的SIOFM型X射线胶片接受软X射线,通过测量可定性地判断多层膜制备质量,为改进多层膜制备工艺提供重要的参考依据。 关键词 软X射线 多层膜 反射率 透射光栅光谱仪 中图分类号 O484.41 文献标识码 A The Experimental Study of Reflective Performance for Soft X-ray Multilayers WANG Zhan-Shan (The State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022) Abstract Soft X-ray multilayer coating is the one of studied hot-points in applied and engineering optics. The reflectivity of multilayers is the most important parameter of multilayer coating performance and coating quality. The measurements of multilayer coatings is key to study the performance of coatings and improve the techniques of manufabrication. The relative reflectance measurements of some soft X-ray multilayers were completed successfully by splitting the spectrum of a laser-produced plasma source from a large area transmission grating spectrograph with a pre-optics, +1 or -1 order spectrum was reflected by a multilayer. Another arrangement was that +1 order spectrum was reflected by one multilayer whose reflectance was known and -1 order spectrum was reflected by one multilayer whose reflectance was unknown. The SIOFM X-ray film made in China was used. The results of measurements show whether the quality of multilayers was good and provide some important basis for improving the technique of fabricating multilayers. Key words:Soft X-ray, Multilayer films, Reflectance, Transmission grating spectrograph 1 引 言 多层膜是软X射线光学中的重要光学元件之一,在软X射线望远镜、显微镜、X射线激光和各种光谱仪器中有重要应用,用于软X射线投影光刻,表现出十分诱人的前景。反射率是多层膜性能和膜层质量最直观的参数,可为改进多层膜的制作工艺提供重要的参考依据。测试多层膜的反射率一般是用同步辐射或激光等离子体作光源、高精度反射率测量机构组成反射率计。这样的仪器造价十分昂贵,并且调整困难。本文介绍在带有前置光学系统的大面积透射光栅光谱仪的基础上[1],发展了一种多层膜反射率相对测试装置。它虽然缺乏足够的测试精度,但作为多层膜性能的相对测量还是可以的,它便于调节,应用灵活。本文介绍实验装置,并给出相应的实验结果和讨论。 file:///E|/qk/gxjmgc/gxjm99/gxjm9904/990404.htm(第 1/5 页)2010-3-22 20:48:53

金属反射膜材料简介

金属反射膜材料简介 李秉璋1, 王正和2 1 工业材料研究所研究员 2 工业材料研究所副研究员 一、前言 When God began creating the heavens and the earth, the earth was at first a shapeless, chaotic mass, with the Spirit of God brooding over the dark vapors. Then God said “Let there be light.”. And lig ht appeared. And God was pleased with it, and divided the light from the darkness. 从旧约圣经的记载, “光”起源于混沌之初。由于大气中的水分子把太空中的X光(短波长)与微波(长波长)吸收, 只让特定频谱范围的光线(太阳光)照射到地球表面, 因此孕育了地球上亿万个依赖太阳能量的物种。 “光”是什么? 光具有波动(电磁波)及粒子(俗称光子,photon)两种特性, 例如短波 长的X-光会被电子散射的现象,必须以粒子理论来解释。当把光当成电磁波的时候, 可以用三个物理量来描述它的性质, 这三个物理量分别是波向量(k)、电场(E)及磁场(B)。图一简单地把三者之间的关系, 以三个互相垂直的向量来表示?并且以电磁正弦振荡(sinusoidal oscillation)的波长(wave length)来表示光的能量。图二以对数指标列出各种不同波长(或频率)的电磁波, 其中波长在4x10-5到8x10-5公分(400~800 nm)之间的电磁波称为可见光。 随着半导体科技的突飞猛进, 光电工业开发了大量的消费产品, 进入了我们每一个人的生活。表一把光电产品依据照明、电子装置及雷射等分类,分别介绍各种光电技术及组件。各种光电组件除了充份运用各种半导体材料的光特性之外, 金属反射膜也扮演相当重要的地位。另外, 金属膜在传统光学组件中也是不可或缺的角色。利用金属的反射、半反射、分光、滤光等特性, 设计出不同的半反射镜、光线分割棱镜与中性光密滤光片等光学组件。

单 双 多层增透膜的原理及应用

单、双、多层增透膜的原理及应用 (转载自网络并整理) ? 单层λ/4增透膜 λ/4的光学增透膜(下面讨论时光学元件用玻璃来代替, 初始入射介质用空气来代替), 一般为在玻璃上镀一层光学厚度为λ/4的薄膜,且薄膜的折射率大于空气的折射率, 小于玻璃的折射率由菲涅耳公式知, 光线垂直人射时, 反射光在空气一薄膜界面和薄膜一玻璃界面都有半波损失设空气、镀膜、玻璃的折射率分别为n0,n1,n2 且n2>n1>n0定义R01,T01为空气-薄膜界面的反射率与透射率,R01,T01为薄膜-空气界面的反射率与透射率,R12,T12为薄膜-玻璃界面的反射率与透射率, R21,T21为玻璃-薄膜界面的反射率与透射率如图4-1所示示, 为了区分人射光线和反射光线, 这里将入射光线画成斜入射,图4-1中反射光线1和2的光程差为λ/2, 这样反射光便能完全相消由菲涅耳公式知道, 光垂直通过界面时, 反射率R 和透射率T 与折射率n 的关系为: 设人射光的光强为I0, 则反射光线1的光强I1=I0R0, 反射光线2的光强I2=I0I01R12T10。余下的反射光的光强中会出现反射率的平方, 因为反射率都比较小, 故可不再考虑。λ/4的光学增透膜使反射光线1与反射光线2的光程差为δ=2n1d1=λ/2, 故相位差为л, 由干涉理论知, 干涉后的光强为: 因为折射率n0,n1,n2比较接近,例如n0=1,n2=1.5的界面,T=96%,故可近似地取T01和T10为1,若使Ip 为0 ,则有R01=R12,即: 由n2>n1>n0得201n n n =,当上式成立时,反射率最小,透射率最大。但是涂一层膜也有不足之处,因为常用的λ/4光学增透膜MgF2,MgF2的折射率为1.38,1.38*1.38=1.9044,而玻璃的折射率一般在1.5~1.8之间,所以用MgF2增透膜不能使反射光光强最小,再者,一波长为λ+Δλ的光垂直入射到λ/4的光学增透膜同波长为λ的光一样反射光线1和反射光线2的光程差为δ=λ/2相位差为ΔΨ=2лλ/2(λ+Δλ)从而干涉后的光强为: ??++=cos 22121I I I I I p ,即可选择合适的材料,使I1=I2,从而上式变为 )2 .( cos 221λ λλπ?+=I I p 。如图4-2所示,I 为反射光的光强,Δλ为线宽,I 随Δλ的地增 加而迅速增加。光学厚度为λ/4的光学增透膜的反射光强随波长的变化曲线呈V 形,这样λ/4的光学增透膜的透射率较大的波段就较小, 我们称λ/4的光学增透膜的频宽较小,现代的照像机的镜头、摄像机的镜头, 以及彩色电视机的荧屏并不要求在某一波长的光有很高的透射率, 而希望在较宽的波段范围内透射率较低且一致, 即要求增透膜的频宽较大。所以我们就可以镀两层膜,甚至是多层膜。

薄膜材料

薄膜材料: 1、金属薄膜 金属薄膜具有反射率高,截止带宽、中性好,偏振效应小的特点。 复折射率n-ik n折射率,k消光系数。 垂直入射时, R=((1-(n-ik))/(1+(n-ik))2=((1-n)2+k2)/((1+n)2+k2) 倾斜入射时, 下面介绍几种最常用的金属膜特性。 (1)Al 唯一从紫外(0.2mm)到红外(30mm)具有很高反射率的材料,在大约波长0.85mm处反射率出现一极小值,其反射率为86%。铝膜对基板的附着力比较强,机械强度和化学稳定性也比较好,广泛用作反射膜。 新淀积的Al膜暴露在大气中后,薄膜立即形成一层非晶的高透明Al2O3膜,短时间内氧化物迅速生长到15~20A0。 在紫外区一般采用MgF2膜作为保护膜,可见区采用SiO作为初始材料,蒸发得到以Si2O3为主的SiOx 膜作为Al保护膜。 制备条件:高纯镀的Al(99.99%);在高真空中快速蒸发(50~100nm/s);基板温度低于50℃。(2)Ag银 适用于可见区和红外区波段,具有很高的反射率。 可见区的反射率可以达到95%,红外区反射率99%,紫外区反射率很低。 Ag层需加保护膜,Al2O3与Ag有很高的附着力,SiOx具有极强的保护性能,所以常用结构为 G|Al2O3-Ag-Al2O3-SiOx|A Al2O3膜层厚度为20~40nm,SiOx膜补足设计波长的二分之一。 制备条件:高真空、快速蒸发和低的基板温度。 (3)金Au 在红外波段内具有几乎和银差不多的反射率,用作红外反射镜,金膜新蒸发时,薄层较软,大约一周后,金膜硬度趋于稳定,膜层牢固度也趋于稳定。 制备条件:高真空,蒸发速率30~50A/s,基板温度100~150℃。需要在基板先打底,以Cr或Ti膜作底层。常用Bi2O3,ThF4等作保护膜,以提高强度。 (4)铬Cr Cr膜在可见区具有很好的中性,膜层非常牢固,常用作中性衰减膜。 制备条件:真空度在1×10-2~2×10-4Pa,淀积速率95~300A/s。基板温度增加,反射率提高,淀积在300℃基板上的Cr膜,其反射率比室温淀积的高20%。 2、介质和半导体薄膜 对材料的基本要求:透明度、折射率、机械牢固度和化学稳定性以及抗高能辐射。 (1)透明度 短波吸收或本征吸收:主要是由光子作用使电子由价带跃迁到导带引起的,只有当光子能量(E=?ν=?c/λ=12.4keV/λ(A))大于禁带宽度(Eg),?ν>=Eg才有本征吸收。

软X射线多层反射膜的一种新型设计方法

光学精密工程990204 光学精密工程 OPTICS AND PRECISION ENGINEERING 1999 Vol.7 No.2 P.17-20 软X射线多层反射膜的一种新型设计方法 柯常军 王占山 张铁强 曹健林 陈星旦 摘 要:在循环递推法基础上加入随机数运算,得到一种简易、精度高、有较高实用价值的多层发射膜设计方法。给出了设计步骤,进行了一系列多层膜设计。通过比较,这种方法与复振幅平面法所得结果非常接近,甚至有的多层膜的设计结果更好。 关键词:软X射线 多层膜 随机数 The Design of Multilayered Mirrors as Reflector for Soft X-rays by Random Number KE Chang-Jun (1 Department of Applied Physics,JiLin University Technology,Changchun 130025) ZHANG Tie-Qiang (1 Department of Applied Physics,JiLin University Technology,Changchun 130025) WANG Zhan-Shan (1 Department of Applied Physics,JiLin University Technology,Changchun 130025) WANG Zhan-Shan (2 The State Key Laboratory of Applied Optics,Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Science,Changchun 130022) CAO Jian-Lin (2 The State Key Laboratory of Applied Optics,Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Science,Changchun 130022) CHEN Xing-Dan (2 The State Key Laboratory of Applied Optics,Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Science,Changchun 130022) Abstract:It this paper,a new design method of multilayered mirrors as reflector for soft X-rays is proposed. It based on the traditional recurrence relation method,with calculation of random numbers.The technqiue gives a high accuracy and it is easy to operate,so it has practical value in production.This paper gives the design step and a series of results designed by this method.It is similar to that designed by layer-by-layer method,even better at some wavelengths. Key words:Soft X-ray,Multilayered mirrors,Random number▲ 1 引 言 近年来,随着多层膜技术相关技术的迅速发展,多层膜被广泛用于软X射线投影光刻、显微术、天文学和原子物理学等领域[1-3],是软X射线波段的一种重要光学元件,因而成为一个研究热点。目前使用的高反射多层膜设计方法大致有循环递推法[4],矩阵法[5]和复振幅平面法[6]等。这些设计方法都旨在找到某一波长下反射率最高的膜层材料厚度,从而设计出高反多层膜。本文给出一种新的反射膜设计方法,其基本思想是在给定光学常数条件下,设高低Z材料的膜厚分别为d H、d L,相应折射率分别n H、n L。先给膜厚d H、d L一个初始值,通过加随机数由计算机进行逐层搜索最终找到反射率最大值,也就得到了最佳周期厚度d opt和比例因子τopt(τ=d H/d H+d L,d=d H+d L)。这file:///E|/qk/gxjmgc/gxjm99/gxjm9902/990204.htm(第 1/5 页)2010-3-22 20:48:05

防眩光膜的制备方法

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.05.07 C N 103782202 A (21)申请号 201280041494.7 (22)申请日 2012.06.15 10-2011-0085788 2011.08.26 KR 10-2011-0085787 2011.08.26 KR 10-2012-0036336 2012.04.06 KR G02B 1/11(2006.01)C08J 5/18(2006.01)B32B 27/14(2006.01)B32B 7/02(2006.01) (71)申请人株式会社LG 化学 地址韩国首尔 (72)发明人金宪 张影来 (74)专利代理机构北京北翔知识产权代理有限 公司 11285 代理人侯婧 钟守期 (54)发明名称 防眩光膜的制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种制备防眩光膜的方法。所述 用于制备防眩光膜的方法可以形成防眩光膜,该 防眩光膜在各层表现出更加改善的表面粘合力和 耐磨性以及优异的防眩光效果。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.02.25 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/KR2012/004765 2012.06.15 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/032121 KO 2013.03.07 (51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书16页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书16页 附图5页(10)申请公布号CN 103782202 A

1.一种用于制备抗反射涂膜的方法,其包含以下步骤: 提供抗反射涂料组合物,所述组合物包含粘合剂组合物、无机纳米颗粒、中空颗粒、聚合引发剂和溶剂,所述粘合剂组合物含有第一(甲基)丙烯酸酯基化合物和分子量高于第一(甲基)丙烯酸酯基化合物的第二(甲基)丙烯酸酯基化合物; 将该组合物施用至基底的至少一个表面上; 干燥所述组合物以使第一(甲基)丙烯酸酯基化合物和无机纳米颗粒的至少一部分渗入基底中;以及 固化所述组合物以形成对应于所述基底渗入区域的第一层,以及形成覆盖第一层的含有中空颗粒的第二层, 其中,中空颗粒的横截面积与第二层的任意横截面积的比例为70至95%。 2.权利要求1的方法,其中所述抗反射涂料组合物包含5至30重量份的无机纳米颗粒,1至30重量份的中空颗粒、5至25重量份聚合引发剂以及100至500重量份溶剂,基于100重量份所述粘合剂组合物计。 3.权利要求1的方法,其中第一(甲基)丙烯酸酯基化合物具有低于600的分子量。 4.权利要求1的方法,其中第二(甲基)丙烯酸酯基化合物具有600至100,000的分子量。 5.权利要求1的方法,其中所述粘合剂组合物包含5至30重量份第二(甲基)丙烯酸酯基化合物,基于100重量份第一(甲基)丙烯酸酯基化合物计。 6.权利要求1的方法,其中第一(甲基)丙烯酸酯基化合物为一或多选自以下的化合物:季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三亚甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、双(4-甲基丙烯酰氧基苯硫基)硫醚和双(4-乙烯基苯硫基)硫醚。 7.权利要求1的方法,其中第二(甲基)丙烯酸酯基化合物包含具有两分子或多分子通过连接键连接的第一(甲基)丙烯酸酯基化合物分子的化合物 8.权利要求7的方法,其中第二(甲基)丙烯酸酯基化合物包含具有选自以下的一个或多个取代基的化合物:环氧基、羟基、羧基、硫醇基、具有6个或更多碳原子的芳族烃或脂族烃,以及异氰酸酯基。 9.权利要求7的方法,其中所述连接键包括氨基甲酸酯键、硫醚键、醚键或酯键 10.权利要求1的方法,其中所述粘合剂组合物进一步包含被一个或多个氟原子取代的氟基(甲基)丙烯酸酯化合物。 11.权利要求10的方法,其中所述氟基(甲基)丙烯酸酯基化合物包含一种或多种选自以下化学式1至5的化合物: [化学式1] 其中R1为氢基或具有1至6个碳原子的烷基,a为0至7的整数,且b为1至3的整

电化学制备薄黑硅抗反射膜

电化学制备薄黑硅抗反射膜 3 刘光友 谭兴文 姚金才 王 振 熊祖洪 (西南大学物理科学与技术学院,重庆 400715)(2007年3月15日收到;2007年5月19日收到修改稿) 采用计算机控制电流密度按指数规律衰减对单晶硅进行电化学腐蚀,得到了折射率随薄膜厚度连续均匀变化的抗反射膜,即黑硅样品.这种在制取上快速、经济和工艺非常简单的样品,不仅在较宽波段范围内反射率小于 5%,且整个薄膜厚度不足1μm.利用传输矩阵方法对黑硅样品的反射谱进行模拟,得到了理论与实验符合较好的 结果. 关键词:多孔硅,折射率,抗反射膜,黑硅 PACC :7360F ,8160,4225B 3教育部科学技术研究重点项目(批准号:105145),教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET 20520772),西南大学科技基金(批准号: SW NUB2005030)资助的课题. 通迅联系人.E 2mail :zhxiong @https://www.360docs.net/doc/013063832.html, 11引言 作为一种半导体材料且在地球上含量十分丰富的硅,有着非常广阔的用途.除了用于熟知的二极管、三极管和集成电路以外,还大量用作硅基太阳能电池 [1,2] 和硅基光探测器[3] 等.但由于硅的高折射 率(尤其在可见光范围内 [4,5] ),其反射损失可达 40%以上,即硅基太阳能电池和光探测器表面对光 的反射率较高,从而降低了器件的实际效率.文献中也报道了许多旨在降低反射损失而提高其效率的研究工作 [6—8] .为制备所谓的黑硅(反射率很低的 硅表面或硅基薄膜),人们采用了许多的实验方法和技术,如光刻技术、反应离子束刻蚀等 [9—11] .然而,所制备的黑硅还存在波段范围较窄,或在近红外的范围内反射率不够低(仅减小到60%左右 [12] )等不 足之处.也有研究小组采用飞秒脉冲激光的方法制备了微结构的硅表面,其反射率虽减小到10%,但其工艺比较复杂,成本也比较高昂 [13] .采用电化学 腐蚀法制备多孔硅(PS )薄膜不但工艺简单,成本低廉,而且其折射率能在较宽的范围内很好地由腐蚀条件所调节 [14,15] ,这就是采用电化学腐蚀法制备PS 薄膜、多孔硅反射镜和多孔硅微腔等备受亲睐的原 因之一.在制备PS 减反射膜(或低反射膜)时,常采 用的方法是制备四分之一波片的PS 膜系而形成抗反射膜 [16] ,但也存在低反射率的波段 不够宽的局限性.最近,Ma 等人[17] 采用电化学腐蚀 法制备了折射率呈梯度变化的多层PS 结构,其反射率在很大波段(可见光)范围内已达到5%以下,这应该说是一个较大的进展,不过所制备的黑硅其厚度达到了411μm.将这种抗反射薄膜用于太阳能电池和光探测器上,则可能因抗反射膜自身厚度而增加了对光的吸收损失[18] ,从而降低了太阳能电池和 光探测器的实际效率.为得到较薄的抗反射膜, Striemer 等人 [19] 制备了折射率连续变化的PS 薄膜, 薄膜厚度仅100nm 左右,但低反射率区(<5%)较窄(从450nm 到650nm 约200nm 的范围),在该波段以外的反射率仍较高. 我们在实验中控制电流密度按指数规律衰减对单晶硅进行电化学腐蚀,制备了折射率连续均匀变化的黑硅样品.利用ARC S pectra Pro 2275光栅光谱仪测量样品的反射谱,发现其反射率在很大的波段范围内(即可见光波段内:400nm —800nm )不足5%.采用DEK T AK 6M 台阶仪测量PS 薄膜样品的 厚度,发现其薄膜厚度只有852nm ,这在一定程度上降低了黑硅自身吸收造成的不足. 第57卷第1期2008年1月100023290Π2008Π57(01)Π0514205 物 理 学 报 ACT A PHY SIC A SI NIC A V ol.57,N o.1,January ,2008 ν2008Chin.Phys.S oc.

相关文档
最新文档