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现代科学技术必要元素光学薄膜你了解多少?国产光学膜企业崛起

发布时间:2019-12-24浏览次数:载入中...来源:http://www.grvacuum.com/
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。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。


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。
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光学薄膜是广义具有光学性质的薄膜产品,主要分为偏光片和背光模组(BLU)中用光学膜产品,主要应用领域为TFT-LCD面板(合计占成本比重约20%+),偏光片亦需要用在OLED面板中。
光学薄膜的表面光滑,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。

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。


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


1、反射膜


反射膜是用于把入射光能量大部分或几乎全部反射的光学元件。在有些光学系统中,要求光学元件具有较高的反射本领。金属膜有很高的反射率,吸收率也较高,而介质膜的不但反射率可以较高,还有较小的吸收率。


2、减反射膜


假定光线垂直入射在表面上,这时表面的反射光强度与入射光的强度比值(反射率)只决定于相邻介质的折射率的比值: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图象质量,特别是电视、电影摄影镜头等复杂系统都包含了很多个与空气相邻的表面。


应用于可见光谱区的光学仪器非常多,就其产量来说占据了减反射膜的绝大部分,几乎在所有的光学器件上都要进行减反处理。


3、分光膜


把一束光分为两部分的器件称为分光镜。分光镜的工作部分一般是一个镀过膜的平面,它在一定的波长范围内具有特定的反射率和透射率。通常这个平面是倾斜的,因此入射光和反射光便分离开来。分光镜的预定反射率和透射率值随其用途不同而相异。


对于不同的分光镜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镜,T/R=50/50,它把一束光分成光谱成分相同的两束光。因为它在某波长区域内对各波长具有相同的透射率和反射率比,因而反射光和透射光不带有颜色,呈中性。


常用的中性分光镜有两种结构:一种是在透明的平板基片上镀上分光膜,另一种是把膜层镀在两个直角棱镜上,再膜面对膜面地胶合成立方体。常用的有金属分光镜和介质分光镜两类。金属膜分光镜分光的光谱宽度较宽,缺点是吸收损失较大,分光效率较低,介质分光镜的特点是分光效率高,偏振效应明显,分光特性色散明显。


4、干涉截止滤光片


要求某一波长范围的光束高透射,而偏离这一波长的光束骤然变化为高反射(或称抑制)的干涉截止滤光片有着广泛的应用。我们把抑制短波区、透射长波区的滤光片称为长波通滤光片。相反,抑制长波区、透射短波区的截止滤光片就称为短波通滤光片。


大多数情况下,是希望截止短于某一特定波长,或者长于该波长的所有光线。通常的办法是使干涉滤光片同吸收滤光片相组合。它既可以用作截止长波的短波通滤光片,也可以用作截止短波的长波通滤光片。只要改变监控膜层厚度的波长,截止的位置可以随意移动。


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。


“十二五”规划中,高性能膜材料即作为专项计划被写进政府文件,并提出了五年内达到千亿规模的目标。“十三五”规划中同样提及高性能膜材料,但相对于“十二五”侧重对市场规模以及市占率的规划,“十三五”更强调行业标准的建立以及膜材料在节能环保中的应用。
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