光学薄膜的研究进展和应用
薄膜技术的发展和应用

薄膜技术的发展和应用随着科技的不断进步,薄膜技术也得到了广泛应用和发展。
本文将就薄膜技术的发展和应用进行介绍。
一、薄膜技术的定义和分类薄膜技术是指将材料以极薄的层数覆盖在基材表面上的技术。
薄膜技术因其独特的性质,在电子、医疗、能源、光电和材料领域都有广泛的应用。
薄膜技术按照制备工艺可分为物理气相沉积法、化学气相沉积法、溅射法、离子束沉积法和溶液法等。
其中,物理气相沉积法和化学气相沉积法是基于气相反应制备薄膜,而溅射法和离子束沉积法则是基于固态反应制备薄膜。
二、薄膜技术的应用1、电子领域薄膜技术在电子领域有着广泛的应用,如显示器件中的膜电极和透光薄膜,硅上集成电路中的金属线薄膜和凸点薄膜,以及太阳能电池中的透明导电膜等。
通过不同种类的薄膜组合,可以制造出光电显示器件、光二极管、半导体器件等。
2、医疗领域薄膜技术在医疗领域也有广泛的应用,如人造器官表面的生物相容性薄膜、药物释放薄膜、医用传感器薄膜、隔离膜和过滤膜等。
这些薄膜可以帮助医学界实现更好的医学检测和治疗。
3、能源领域薄膜技术在能源领域也发挥了重要的作用,如太阳能电池和燃料电池中的薄膜。
通过合适的制备工艺可以制造出透明导电膜、锂离子电池隔膜、固体氧化物燃料电池氧离子传输膜等薄膜材料。
4、光电领域光电领域是薄膜技术应用较早的领域之一,尤其是光学涂层和抗反射膜方面的应用。
薄膜技术不仅可以增强光学元件的透过率和强度,还可以制造仿生光学器件等。
5、材料领域薄膜技术还可以制造出纳米微观结构,实现材料性质的精细控制,如金属膜的纳米微结构、高分子复合薄膜、磁性薄膜等,这些材料在生产制造、传感器等领域有广泛的应用。
三、薄膜技术未来的发展趋势随着技术的不断更新,薄膜技术也在不断地发展和创新。
未来薄膜技术的发展趋势将主要集中在以下几个方面:1、多层薄膜技术的发展多层薄膜技术是目前的一个研究热点,它可以实现对于薄膜性质的控制和变化。
通过不同比例的堆叠和改变各种材料的结构和性质,可以制备出更加精细的薄膜材料。
红外光学薄膜的研究与应用

红外光学薄膜的研究与应用近年来,随着红外光学技术的不断发展,红外光学薄膜的研究和应用也呈现出越来越广泛的发展前景。
红外光学薄膜是指能够对红外辐射进行选择性反射、透射或吸收的一种薄膜材料,它具有高透过率、高反射率、高吸收率和良好的稳定性等优点,被广泛应用于光学仪器、光学显示、太阳能设备、红外传感器等领域,下面我们将详细探讨红外光学薄膜的研究与应用。
一、红外光学薄膜的制备方法红外光学薄膜的制备主要包括物理气相沉积法、化学气相沉积法和溅射法等。
物理气相沉积法是利用真空设备将材料加热到高温蒸发,使其沉积到衬底上形成薄膜;化学气相沉积法是将反应气体引入反应室,在高温下进行化学反应,使产生的沉积物形成薄膜;溅射法是利用高能量粒子或离子轰击目标材料表面,使其溅射到衬底上形成薄膜。
这三种方法都有其独特的优点和缺点,根据不同的应用需求可以采用不同的制备方法。
二、红外光学薄膜的性质和应用红外光学薄膜具有很好的选择性,它可以对不同波长的红外辐射进行选择性反射、透射或吸收。
同时,红外光学薄膜的光学性能稳定,耐腐蚀、耐高温、金属化等优点被广泛应用于以下领域:1.光学仪器:红外光学薄膜被应用于红外光谱仪、红外显微镜、光学测温仪等光学仪器中,其高透过率和高反射率可提高仪器的检测灵敏度和分辨率。
2.光学显示:红外光学薄膜被用于制备光学液晶显示器等器件,利用其高反射率和选择性透射性质可以实现高亮度和高对比度的显示效果。
3.太阳能设备:红外光学薄膜被用于制备太阳能电池等设备,其选择性吸收红外辐射的性质可以提高太阳能电池的转换效率。
4.红外传感器:红外光学薄膜被用于制备红外传感器等设备,可以实现对红外辐射的高灵敏检测,具有广泛的应用前景。
三、红外光学薄膜的未来发展趋势随着物联网、智能城市、智能制造等领域的发展,对红外光学薄膜的需求也在不断增加。
未来,红外光学薄膜的发展趋势将集中在以下几个方面:1.高精度:随着科技的发展,设备对光学器件的精度要求越来越高,因此,红外光学薄膜需要提高其制备精度和光学性能。
光学薄膜的发展及应用前景

光学薄膜的发展及应用前景光学薄膜是一种通过沉积一层或多层材料形成的具有特定光学性质的薄膜,广泛应用于光学器件、太阳能电池、显示器、激光器等领域。
随着科学技术的发展和对光学性能要求的不断提高,光学薄膜的研究与应用呈现出迅猛发展的趋势。
本文将从光学薄膜的发展历程、主要应用领域以及未来的应用前景等方面进行探讨。
光学薄膜的发展历程可以追溯到20世纪初,当时人们开始使用化学气相沉积法来生长薄膜,开创了现代光学薄膜技术的先河。
20世纪50年代,光学薄膜技术得到了快速发展,特别是在太阳能电池、激光器和光学涂层等方面的应用有了重要突破。
随着薄膜材料和技术的不断进步,光学薄膜的性能和应用范围也得到了大幅提升。
光学薄膜在光学器件领域广泛应用,如反射镜、透镜、窗片等。
通过合理设计和优化光学薄膜的层序和材料组成,可以实现高透射、高反射、准相位匹配等特性。
这些特性成为眼镜、相机镜头、显微镜等光学器件中不可或缺的部分,有效提高了光学系统的性能和成像质量。
此外,光学薄膜在显示器领域也发挥着重要作用。
通过在显示器背光板、滤光片和触摸屏等部件上应用光学薄膜,可以增强显示器的颜色饱和度、对比度和亮度等方面的性能。
光学薄膜的应用可以提高显示器的显示效果,提供更好的视觉体验。
光学薄膜在激光器技术中也具有广泛的应用。
激光器的工作原理要求光在谐振腔中的来回传播尽可能多的次数,而光学薄膜通过提供高反射和高透射的特性,增强了激光器的能量转换效率和光束质量。
此外,光学薄膜还可用于激光器输出功率的控制,通过调节薄膜的反射率,实现激光器功率的输出控制。
此外,光学薄膜还具有广阔的太阳能应用前景。
光伏薄膜技术是研究如何将太阳能转化为电能的一项重要技术,它能够实现更高的太阳能电池转换效率。
通过在太阳能电池上应用光学薄膜,可以提高太阳能电池对太阳光的吸收和利用效率,从而提高电池的输出功率。
同时,光学薄膜还可以提高太阳能电池的耐候性和稳定性,延长电池的使用寿命。
高功率激光系统中光学薄膜的现状和发展趋势

一、概述高功率激光系统在工业、医疗、军事等领域的应用日益广泛,而光学薄膜作为高功率激光系统中的重要组成部分,其性能对激光系统的稳定性和输出功率有着关键影响。
光学薄膜的研究和发展一直备受关注。
本文将针对高功率激光系统中光学薄膜的现状和发展趋势进行深入探讨。
二、光学薄膜的特点光学薄膜是一种利用膜层间的干涉作用来实现对光的衍射与透射的技术材料。
光学薄膜通常具有以下几个特点:1. 光学薄膜具有较高的透射率和反射率,能够有效地调控光的传输和反射。
2. 光学薄膜的厚度相对较小,一般在纳米级别,因此具有很好的光学性能和表面平整度。
3. 光学薄膜的材料种类丰富,可以根据具体的光学性能要求选择合适的材料进行制备。
三、高功率激光系统中光学薄膜的现状1. 现有技术目前,高功率激光系统中常用的光学薄膜材料包括二氧化硅、氟化镁、氟化铝等。
这些材料具有较好的透射性能和热稳定性,能够满足一定功率范围内的激光输出要求。
而在薄膜制备方面,常用的方法包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等技术,能够制备出较为均匀的光学薄膜。
2. 现有问题然而,在高功率激光系统中,光学薄膜仍然面临一些挑战。
由于高功率激光系统的光强较大,薄膜材料容易受到热应力的影响,导致薄膜损伤或热转化率增加,影响激光的输出功率和稳定性。
现有的薄膜制备技术难以满足高功率激光系统对薄膜的高精度和高稳定性要求。
光学薄膜在长时间使用后容易受到气态、液态等环境因素的影响,降低了薄膜的耐久性和稳定性。
四、高功率激光系统中光学薄膜的发展趋势1. 新材料的研发为了解决现有材料在高功率激光系统中的局限性,科研人员正在积极研发新型的光学薄膜材料。
一些耐高温、高能量密度的无机材料和聚合物材料被认为具有良好的激光损伤阈值和热稳定性,能够适应高功率激光系统的需求。
纳米材料如石墨烯、二维过渡金属氧化物等也被应用到光学薄膜制备中,以提高薄膜的光学性能和稳定性。
2. 制备技术的进步随着薄膜制备技术的不断进步,高功率激光系统中光学薄膜的制备技术也在不断优化。
光学薄膜国内外的发展状况

光学薄膜国内外的发展状况
光学薄膜是一种具有特殊光学性质的材料,广泛应用于光学、电子、通讯等领域。
下面就光学薄膜国内外的发展状况进行介绍。
一、国外发展状况
1. 美国
美国是光学薄膜领域的领先者之一,其研究机构和企业在光学薄膜的研究和应用方面取得了很多成果。
例如,美国的纳米光学薄膜技术已经在太阳能电池、LED、显示器等领域得到广泛应用。
2. 德国
德国在光学薄膜领域也有很大的发展,其研究机构和企业在光学薄膜的材料、制备、测试等方面取得了很多成果。
例如,德国的光学薄膜技术已经在太阳能电池、激光器、光学仪器等领域得到广泛应用。
3. 日本
日本在光学薄膜领域也有很大的发展,其研究机构和企业在光学薄膜的研究和应
用方面取得了很多成果。
例如,日本的光学薄膜技术已经在光学通信、LED、显示器等领域得到广泛应用。
二、国内发展状况
1. 研究机构
国内的研究机构在光学薄膜领域也取得了很多成果。
例如,中国科学院物理研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所等研究机构在光学薄膜的研究和应用方面进行了大量的探索和实践。
2. 企业
国内的企业在光学薄膜领域也有很大的发展,例如,深圳市华星光电技术有限公司、武汉光迅科技股份有限公司等企业在光学薄膜的制备、应用等方面取得了很多成果。
总的来说,光学薄膜在国内外的研究和应用方面都取得了很多成果,但与国外相比,国内的研究和应用还有很大的发展空间,需要加强研究和创新,提高技术水平和竞争力。
光学薄膜材料的光学性能研究

光学薄膜材料的光学性能研究光学薄膜材料是一种具有特殊结构的材料,其研究对象主要是光的传播、反射和吸收等光学性质。
正因为其独特的性能,光学薄膜材料在光电子技术、光学传输等领域有着广泛的应用。
本文将探讨光学薄膜材料的光学性能研究,包括其原理、方法和应用。
首先,光学薄膜材料的研究需要了解其光学性质的基本原理。
光学薄膜材料的光学性质主要包括折射率、透过率、反射率和吸收率等。
折射率是光射入材料中时的折射行为,是衡量材料对光的传播速度影响的指标。
透过率指的是光传递时,材料对其中的透过光的量。
反射率则是测量光射入材料表面后反射的光的比例。
吸收率则是指材料对光的吸收程度。
通过对这些光学性质的研究,我们可以深入了解材料的光学特性。
其次,研究光学薄膜材料的光学性能需要借助一些实验方法。
常用的实验方法包括透射光谱、反射光谱、椭偏仪测量等。
透射光谱是测量材料在光通过时透过光的光谱分布,可以帮助分析材料的透明度和吸收率。
反射光谱则是测量材料的反射光的光谱分布,用以分析材料的反射率。
椭偏仪测量则是通过测量材料对椭偏光的旋转角度,来分析材料的旋光性质,从而研究材料的结构和性能。
光学薄膜材料的研究不仅仅停留在理论层面,还有着广泛的应用价值。
其中最为重要的应用之一是在光电子设备中的应用。
光电子器件可以利用光学薄膜材料的折射率和反射率等性质来改变光的传输和转换行为。
比如,通过使用光学薄膜材料制作光学滤波器,可以实现在特定波长范围内的光的选择性透过或反射,从而实现光信号的调控。
此外,光学薄膜材料还可以用于制作光学镜片、薄膜光学器件等,广泛应用于光学传输、光学显示和光纤通信等领域。
在光学薄膜材料的研究中,还存在着一些挑战和问题。
首先,光学薄膜材料的制备和加工技术要求十分高,需要掌握严格的工艺和材料处理方法。
其次,光学薄膜材料的光学性能与材料的结构密切相关,因此需要对材料的微观结构进行研究。
此外,光学薄膜材料的光学性能也受到环境因素的影响,如温度、湿度等。
光学薄膜国内外的发展状况

光学薄膜国内外的发展状况光学薄膜是一种应用广泛的技术,它在国内外都得到了快速发展。
光学薄膜的发展不仅在科学研究领域有着重要应用,而且在工业生产中也起到了重要的作用。
在国内,光学薄膜的研究和应用已经取得了长足的进步。
随着科技水平的提高和人们对高品质光学产品的需求不断增加,国内光学薄膜行业得到了迅猛发展。
目前,国内的光学薄膜研究机构众多,这些机构致力于光学薄膜的研究和开发,推动了光学薄膜技术的不断创新。
同时,光学薄膜在国内的工业生产中也得到了广泛应用,如光学镜片、光学薄膜涂层等产品,使国内的光学产品在国际市场上具有竞争力。
而在国外,光学薄膜的发展同样引人注目。
许多国外的科研机构和企业致力于光学薄膜的研究和应用。
这些机构和企业在光学薄膜的材料选择、制备工艺、薄膜性能等方面取得了重要的突破。
例如,一些国外企业已经开发出了具有高透明度和抗反射性能的光学薄膜涂层,广泛应用于光学镜片、显示屏等产品中。
此外,国外的一些研究机构还致力于研究新型的光学薄膜材料,如光学薄膜的自组装制备技术、纳米级光学薄膜等。
光学薄膜的发展离不开材料科学的进步。
近年来,材料科学领域的发展为光学薄膜的研究提供了新的思路和方法。
例如,通过引入新的材料,如金属氧化物、非晶材料等,可以提高光学薄膜的性能,并拓展其在不同领域的应用。
此外,材料科学的进步还促进了光学薄膜的制备工艺的改进,如溅射法、离子束法等,使得光学薄膜的制备更加精确和高效。
光学薄膜的发展还受到光学技术的支持。
随着光学技术的不断进步,光学薄膜的制备和性能测试变得更加精确和可靠。
例如,利用激光技术可以实现对光学薄膜的快速加工和检测,提高了生产效率和产品质量。
此外,光学薄膜的发展也受益于光学仪器的进步,如光学显微镜、光谱仪等,这些仪器为光学薄膜的研究和应用提供了强有力的支持。
总的来说,光学薄膜在国内外的发展都取得了显著的成就。
国内外的科研机构和企业致力于光学薄膜的研究和开发,推动了光学薄膜技术的不断创新。
光学薄膜技术在太阳能光伏中的应用研究

光学薄膜技术在太阳能光伏中的应用研究近年来,随着环境保护和可再生能源的重要性逐渐被人们所认识,太阳能光伏技术作为一种绿色能源的代表受到了广泛关注。
而在太阳能光伏技术中,光学薄膜技术的应用研究也成为了一个热门话题。
本文将探讨光学薄膜技术在太阳能光伏中的应用,并对其研究进展进行分析。
首先,我们需要了解光学薄膜技术的基本概念。
光学薄膜技术是一种通过在材料表面上沉积一层或多层具有特定光学性质的薄膜来改变光的传播和反射行为的技术。
在太阳能光伏中,光学薄膜技术可以用于提高太阳能电池的光吸收效率和光电转化效率,从而提高太阳能电池的发电性能。
其次,我们来看一下光学薄膜技术在太阳能光伏中的具体应用。
首先,光学薄膜技术可以用于制备抗反射膜。
抗反射膜能够减少太阳能电池表面的反射损失,提高光的吸收率。
通过在太阳能电池表面沉积一层抗反射膜,可以使太阳能电池对太阳光的吸收率提高10%以上。
其次,光学薄膜技术还可以用于制备光学滤波膜。
光学滤波膜能够选择性地透过或反射特定波长的光线,从而改变太阳能电池对光的响应特性。
通过在太阳能电池表面沉积一层光学滤波膜,可以改变太阳能电池的光谱响应,提高光电转化效率。
最后,光学薄膜技术还可以用于制备光学增透膜。
光学增透膜能够提高太阳能电池对光的吸收率,同时减少太阳能电池表面的反射损失。
通过在太阳能电池表面沉积一层光学增透膜,可以使太阳能电池的光吸收率提高20%以上。
然而,光学薄膜技术在太阳能光伏中的应用研究还面临一些挑战。
首先,光学薄膜技术的制备过程复杂,需要高精度的设备和技术支持。
其次,光学薄膜技术的成本较高,限制了其在大规模生产中的应用。
此外,光学薄膜技术的稳定性和耐久性也需要进一步提高,以满足太阳能光伏系统的长期使用需求。
为了克服这些挑战,研究人员正在不断努力改进光学薄膜技术。
一方面,他们致力于开发更加简化和高效的制备方法,以降低光学薄膜技术的制备成本。
另一方面,他们还在探索新的材料和结构,以提高光学薄膜技术的稳定性和耐久性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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
常用的是T:R=50:50的分光膜。
光谱分光膜,可将入射光中一部分光谱的能量透射,另一部分光谱的能量反射,将长波能量反射、短波能量透射的叫做短波通截止滤光膜;将长波能量透射、短波能量反射的叫长波通截止滤光膜。
利用它们可以把一束光分成不同的颜色。
帯通滤光片,只允许一个谱段(可能比较宽,也可以相当窄)的光透过,它是光波的帯通滤波器。
窄帯通滤波器在光学仪器中具有获得单色光和抑制系统光学背景的作用,在光学、医学、刑侦、通讯、生化等领域有广泛应用。
超窄带滤光片在光通信中成功地应用于制造密集型的波分复用器(DWDM),从而推动了光通信的发展。
宽带通滤光膜最近最成功的应用是用于制造低辐射玻璃,可以用于发展一种反射能量而又可透过太阳光的建筑窗口玻璃。
这在能源费用不断上涨的今天,必将发展成一个大的产业。
3.新型光学薄膜的典型应用
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。
3.1照明领域的冷光膜
照明领域现在使用非常广泛的是石英卤素灯, 它具有体积小、发光效率高、光衰小、寿命长、显色指数高的优点,特别是采用光学薄膜技术制成的“定向冷反射卤钨灯”,由于其光源发出的红外光被透射,而可见光被定向反射的优势, 得到了越来越广泛的应用,无论是工业照明(放映灯、投影灯、医用灯、背投影电视光源等),商业照明(商场、饭店、珠宝、服装等),还是家庭照明(装饰装潢),市场前景光明。
其中的核心技术就是在冷反射杯的镀膜技术得到了空前的成功应用,使得镀有反射可见、透射红外的冷光杯具有明显的先进性,用仅有国际价格十分之一的国产改装设备,采用具有中国特色的镀膜技术和工艺,使得冷光杯具有极大的优势,性价比居世界前列,世界上几乎所有照明巨头的冷光(灯)都从中国采购,中国的年出口量在3亿元以上。
3.1.1 冷光膜的原理和研究
冷光膜的设计原理是要求能够尽可能高的反射可见光,而透射红外光,镀在弧形反光碗上,使反射的光亮很高,而红外幅射热则大大减少,从而降低了光束
的温度。
用这种技术制作的照明射灯就称为冷光灯。
冷光膜实际上是一种长波通的宽带反射膜,要有一定的可见区反射带宽和长波良好的通带,可用高反射膜与光谱分光膜的设计原理作为解决方案。
为了得到在可见区较宽的反射带, 可用两个方法解决:
1:设计不同中心波长的高反射膜系, 并把它们的高反射带连起来, 以得到宽的高反射带。
2:设计膜层厚度按几何级数或按算术级数递变的膜系,其设计的目的是构成一个中心波长不断变化的膜系,以得到宽带高反射膜。
为了得到红外区高的透射率,可采用合适的红外透明膜料以及通带匹配层技术来达到。
需要指出的是,反射带的宽度的定位,对于冷光灯的综合光谱、色温、照度、光通量都有重要影响,必须根据需要进行特别设计和控制。
3.1.2 冷光膜的分类
镀制冷光膜的反光碗由于选择的镀膜材料不同,其特性及应用范围也不同。
(1)软膜
镀膜材料为ZnS-MgF2组合。
其特点为制作方便,工艺成熟;缺点牢固度、耐水性、耐温性、持久性较差,如使用离子辅助镀膜技术可改善其特性。
常用于使用要求较低的场合,应用于使用寿命1000h 以下的冷光射灯。
(2)半硬膜
镀膜材料为ZnS-SiO 组合。
这对材料的组合非常有价值,有些文献报道一氧化硅和硫化锌由于应力不匹配,容易膜裂,故不宜作为高低折射率材料搭配。
而现在的研究证明,由于采取必要而独特的工艺制备技术,所以此类膜层非常牢固,耐水性、耐温性也很理想,其膜层可经受沸水蒸煮,由此膜料制作在冷光射灯,使用寿命在2000h 以上。
它已作为冷光膜的优选膜料,同理也可重点推荐用于其它镀膜制品。
(3)硬膜
镀膜材料为T iO2-SiO2 组合。
此组合的膜层各项性能指标良好,可用于使用条件很苛刻的冷光膜产品,如电影放映机反光碗,使用寿命4000h 等级的冷光射灯领域,缺点是对设备的要求高,制作工艺复杂,制作成本较高。
4.光学薄膜的制备技术
光学薄膜的制备技术是把薄膜材料按照一定的技术途径和特定的要求沉积为薄膜。
光学薄膜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,物理气相学沉积(PVD)制备光学薄膜这一技术目前已被广泛采用,从而使各种光学薄膜在各个领域得到广泛的应用,下面着重介绍
这一制备技术。
4.1物理气相学沉积(PVD)
物理气相沉积是光学薄膜制备的主流技术,物理气相沉积法,简单地说是在真空环境中加热薄膜材料使其成为蒸汽,蒸汽再凝结到温度相对低的基片上形成薄膜。
PVC需要使用真空镀膜机,制造成本高,膜层厚度可以精确控制,膜层强度好。
PVD制备光学薄膜这一技术目前已被广泛采用,从而使各种光学薄膜在各个领域得到广泛应用。
在PVD方法中,根据膜料汽化方式的不同,又分为热蒸发、溅射、离子镀及离子辅助镀技术。
其中,光学薄膜主要采用热蒸发及离子辅助镀技术,溅射及离子镀技术用于光学薄膜制备是近几年发展起来的。
4.2化学气相沉积(CVD)
化学气相沉积(CVD)一般需要较高的沉积温度,而且在薄膜制备前需要特定的先驱反应物,通过原子、分子间化学反应的途径来生成固态薄膜的技术,CVD 技术制备薄膜的沉积速率一般较高。
但在薄膜制备过程中也会产生可燃、有毒等一些副产物。
4.3化学液相沉积(CLD)
化学液相沉积(CLD)工艺简单,制造成本低,但膜层厚度不能精确控制,膜层强度差,较难获得多层膜,还造成废水、废气污染的问题。
5.光学薄膜的应用前景
光电信息产业中最有发展前景的通讯、显示和存储三大类产品都离不开光学薄膜,如投影机、背投影电视机、数码照相机、摄像机、DVD,以及光通讯中的DWDM、GFF滤光片等,光学薄膜的性能在很大程度上决定了这些产品的最终性能。
光学薄膜正在突破传统的范畴,越来越广泛地渗透到从空间探测器、集成电路、生物芯片、激光器件、液晶显示到集成光学等各学科领域中,对科学技术的进步和全球经济的发展都起着重要的作用,研究光学薄膜物理特性及其技术已构成现代科技的一个分支——薄膜光学。
光学薄膜技术水平已成为衡量一个国家光电信息等高新技术产业科技发展水平的关键技术之一。
参考文献
[1]卢维强等.光学薄膜的发展及应用[J].现代显示,2007第3期6-9.
[2]范正修.光学薄膜及其进展.光学学报,2011第31卷第9期.
[3]梁铨延.物理光学.电子工业出版社,2012.。