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現代科學技術必要元素光學薄膜你了解多少?國產光學膜企業崛起

發布時間:2019-12-24瀏覽次數:載入中...來源:http://lfjhs.com/
現代科學技術特別是激光技術和信息光學的發展,光學薄膜不僅用于純光學器件,在光電器件、光通信器件上也得到廣泛的應用。光學薄膜是指其厚度能夠光的波長相比擬,其次要能對透過其上的光產生作用。具體在于其上下表面對光的反射與透射的作用。


涉及光在傳播路徑過程中,附著在光學器件表面的厚度薄而均勻的介質膜層,通過分層介質膜層時的反射、透(折)射和偏振等特性,以達到我們想要的在某一或是多個波段范圍內的光的全部透過或光的全部反射或是光的偏振分離等各特殊形態的光。
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光學薄膜是廣義具有光學性質的薄膜產品,主要分為偏光片和背光模組(BLU)中用光學膜產品,主要應用領域為TFT-LCD面板(合計占成本比重約20%+),偏光片亦需要用在OLED面板中。
光學薄膜的表面光滑,膜層之間的界面呈幾何分割;膜層的折射率在界面上可以發生躍變,但在膜層內是連續的;可以是透明介質,也可以是吸收介質;可以是法向均勻的,也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜要比理想薄膜復雜得多。

光學薄膜的制備技術是把薄膜材料按照一定的技術途徑和特定的要求沉積為薄膜。光學薄膜可以采用物理氣相學沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和化學液相沉積(CLD)3種技術來制備,物理氣相學沉積(PVD)制備光學薄膜這一技術目前已被廣泛采用。


光學薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜


1、反射膜


反射膜是用于把入射光能量大部分或幾乎全部反射的光學元件。在有些光學系統中,要求光學元件具有較高的反射本領。金屬膜有很高的反射率,吸收率也較高,而介質膜的不但反射率可以較高,還有較小的吸收率。


2、減反射膜


假定光線垂直入射在表面上,這時表面的反射光強度與入射光的強度比值(反射率)只決定于相鄰介質的折射率的比值:折射率為1.52的冕牌玻璃每個表面的反射約為4.2%左右,折射率較高的火石玻璃則表面反射更為顯著。這種表面反射造成了兩個嚴重的后果:光能量損失使象的亮度降低;


表面反射光經過多次反射或漫射,有一部分成為雜散光,最后也到達象平面使象的襯度降低圖象質量,特別是電視、電影攝影鏡頭等復雜系統都包含了很多個與空氣相鄰的表面。


應用于可見光譜區的光學儀器非常多,就其產量來說占據了減反射膜的絕大部分,幾乎在所有的光學器件上都要進行減反處理。


3、分光膜


把一束光分為兩部分的器件稱為分光鏡。分光鏡的工作部分一般是一個鍍過膜的平面,它在一定的波長范圍內具有特定的反射率和透射率。通常這個平面是傾斜的,因此入射光和反射光便分離開來。分光鏡的預定反射率和透射率值隨其用途不同而相異。


對于不同的分光鏡往往有不同的透射率和反射率比T/R,即分光比。最常用的是中性分光鏡,T/R=50/50,它把一束光分成光譜成分相同的兩束光。因為它在某波長區域內對各波長具有相同的透射率和反射率比,因而反射光和透射光不帶有顏色,呈中性。


常用的中性分光鏡有兩種結構:一種是在透明的平板基片上鍍上分光膜,另一種是把膜層鍍在兩個直角棱鏡上,再膜面對膜面地膠合成立方體。常用的有金屬分光鏡和介質分光鏡兩類。金屬膜分光鏡分光的光譜寬度較寬,缺點是吸收損失較大,分光效率較低,介質分光鏡的特點是分光效率高,偏振效應明顯,分光特性色散明顯。


4、干涉截止濾光片


要求某一波長范圍的光束高透射,而偏離這一波長的光束驟然變化為高反射(或稱抑制)的干涉截止濾光片有著廣泛的應用。我們把抑制短波區、透射長波區的濾光片稱為長波通濾光片。相反,抑制長波區、透射短波區的截止濾光片就稱為短波通濾光片。


大多數情況下,是希望截止短于某一特定波長,或者長于該波長的所有光線。通常的辦法是使干涉濾光片同吸收濾光片相組合。它既可以用作截止長波的短波通濾光片,也可以用作截止短波的長波通濾光片。只要改變監控膜層厚度的波長,截止的位置可以隨意移動。


近代信息光學、光電子技術及光子技術的發展,對光學薄膜產品的長壽命、高可靠性及高強度的要求越來越高,從而發展了一系列新型光學薄膜及其制備技術,并為解決光學薄膜產業化面臨的問題提供了全面的解決方案。包括高強度激光器、金剛石及類金剛石膜、軟X射線多層膜、太陽能選擇性吸收膜和光通信用光學膜等。


“十二五”規劃中,高性能膜材料即作為專項計劃被寫進政府文件,并提出了五年內達到千億規模的目標。“十三五”規劃中同樣提及高性能膜材料,但相對于“十二五”側重對市場規模以及市占率的規劃,“十三五”更強調行業標準的建立以及膜材料在節能環保中的應用。
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