光學鍍膜的物理原理和技術實現
光學鍍膜的物理原理和技術實現
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
光學鍍膜技術的物理原理和技術實現。
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光學鍍膜的物理原理
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單層光學薄膜
我們都知道光學薄膜效應，比如等厚干涉和等傾干涉，這些都在高中物理中有所提及。請看下圖：
我們都知道光也是電磁波，它可以通過波長/頻率、振幅、相位等一些列參數來描述。我們也知道，同向同頻同一空間的波會存在相干性，那么通過單層薄膜兩面的的反射光或者透射光，就存在干涉效應。干涉效應用上面的圖來說明就是相位相同，就振幅相長，相位差180度，則振幅相消。如果反射光振幅相消，這個薄膜對這束入射光來說就是增透膜，相對應的，透射光必然振幅相長，因為能量守恒原理的存在。反之，則是高反膜（注：這里特指介質膜，金屬高反膜我們在后續章節展開介紹。），透射振幅相消，反射振幅相長。
對于單層膜系統來說，只有一層介質，而通常介質的兩邊是空氣，即低折射率介質。那么我們要設計一個多層膜系統需要怎么做呢？我們不可能把空氣層疊加在膜與膜之間。所以，在多層膜系統中，我們的一個單層膜系統通常有三層，分別是兩個低折射率介質中間夾著一個高折射率介質層。
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多層薄膜系統的數學原理——傅立葉變換
通常來說，我們的光學薄膜都是需要實現一定的光譜要求。比如某個波段的增透效果，或者某個波段的反射效果，又或者某個波段高透，而其他波段截止。
下圖是一個傅立葉變換的示意圖。圖一顯示了一個波長較長的正弦波疊加一個波長較短的正弦波之后，形成了一個近似梯形波形，但梯形的頂部波動較大。圖二是在圖一基礎上又多疊加了兩個波長更短的正弦波，我們看到*終的波形越來越趨近于梯形。
請看*后一張圖，正弦波的數量疊加到8層之后，*終的波形越來越趨近于矩形波。這就是傅立葉變換的模型，理論上，任何波形都可以通過若干層傅立葉變換之后，轉換成若干層正弦波的疊加。
而我們光學鍍膜領域，需要實現某種光譜要求，只需要將目標光譜做傅立葉變換之后，將其分解為若干級傅立葉變換出來的正弦波，疊加之后就會生成我們所需要的光譜。
一個傅立葉變換的正弦波，實際上就是通過我們的一個單層膜系統來實現的，我們叫它諧振腔。一個*簡單的諧振腔通常就是由三層介質層組成，兩個低射射率層夾著一個高折射率層。
問題：如果我們需要一個非常陡峭的矩形波，應該如何設計？
從上圖我們可以看出，當傅立葉變換級數只有2級或者4級時，模擬出的曲線近似于梯形，而當傅立葉級數變為8級時，*終的曲線越來越趨近于矩形，上升和下降沿隨著級數的增加，越來越陡峭了。
理論上，只要我們的膜層足夠厚，我們可以模擬出任何想要實現的光譜要求，膜層的厚度決定了其制造成本，*終一個好的膜系設計一定是膜層厚度和光譜要求妥協的結果。
2. 光學鍍膜的技術實現
通常來說，我們在真空腔里，通過蒸發或者濺射的方式，將膜料沉積在基材（比如玻璃）表面。
鍍膜的過程非常近似于泡泡龍游戲，我們需要非常均勻的將材料鍍在基材表面。但由于粒子的尺度是原子，我們無法也沒有必要控制單個原子（或離子）降落在基材的某一特定位置。我們從技術上需要做的是，提供一個高真空環境，對于蒸鍍工藝來說，我們需要提供一個加熱源（通常是電子槍），熔化/汽化膜料形成膜料蒸汽，粒子在基材表面沉積并牢牢的與基材表面原子形成化學鍵。對于濺射工藝來說，這種工藝往往是針對沸點較高的鍍膜材料，我們通過高速氬離子轟擊靶材表面，濺射出靶材粒子，氬粒子在接觸靶材表面之后，得到一個電子變成氬氣不與任何物質反應，而濺射出來的靶材粒子將高速撞擊在基材表面，并被基材表面原子所俘獲。
總結：本文介紹了光學鍍膜技術的物理原理和技術實現。日常生活中我們見到或者見不到的各種光學薄膜，都是通過一定的膜系設計，選擇合適的鍍膜材料和鍍膜工藝，通過相應的鍍膜機將材料沉積在基材表面。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、光學科研，紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監控等。卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
我們的愿景：卷柔讓光學更具價值！
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