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光學元件

塑料光學元件及其用途介紹

星之球激光 來源:光學光電子行業(ye) 網2011-08-13 我要評論(0 )   

過去一直用於(yu) 低端、一次性、非成像消費類應用的塑料光學元件(或稱聚合物/有機光學元件),已經在性能和耐用性方麵獲得了大幅提升,並且正在進入非傳(chuan) 統工業(ye) 、汽車和醫藥...

      過去一直用於(yu) 低端、一次性、非成像消費類應用的塑料光學元件(或稱聚合物/有機光學元件),已經在性能和耐用性方麵獲得了大幅提升,並且正在進入非傳(chuan) 統工業(ye) 、汽車和醫藥等行業(ye) 。這些新的應用不僅(jin) 對塑料光學元件本身提出了挑戰,而且也對附著其上的光學鍍膜提出了挑戰。業(ye) 界的一位鍍膜專(zhuan) 家曾指出:“如果沒有光學鍍膜,幾乎所有的現代光學應用或係統都將失敗。”
      
  目前,業(ye) 界正在開發並商用適用於(yu) 數碼相機、條形碼掃描器、光纖傳(chuan) 感器與(yu) 通信網絡以及生物計量安全係統等領域的光學鍍膜。隨著市場對低成本、高性能的塑料光學元件的青睞與(yu) 日俱增,一些新的鍍膜技術已經湧現出來以滿足新的應用需求。

  為(wei) 何選擇塑料光學元件?
         
  與(yu) 玻璃光學元件相比,塑料光學元件的重量要輕2~5倍,這使得它們(men) 更加適用於(yu) 夜視頭盔、現場便攜式成像應用以及重複使用或一次性醫療器械(如腹腔鏡)等領域。此外,由於(yu) 塑料光學元件可以根據安裝需要模塑成型,因此能大幅減少裝配步驟,降低製造成本。
      
  塑料光學元件可用於(yu) 大部分可見光應用中。對於(yu) 其他近紫外和近紅外應用,丙烯酸(卓越的透明度)、聚碳酸酯(最佳的衝(chong) 擊強度)和環烯烴(高耐熱性和耐用性,較低的水吸收)等常用材料的傳(chuan) 輸波長範圍為(wei) 380~100nm)。在塑料光學元件表麵增加鍍膜,是為(wei) 了提升其傳(chuan) 輸或反射性能,增加耐用性。
      
  厚層鍍膜(厚度通常約1μm或更厚)主要起到保護層的作用,同時也能為(wei) 隨後的薄層鍍膜改善附著性和牢固性。薄層鍍膜包括二氧化矽(SiO2)、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋁、氧化铌以及鉿氧化物(SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Nb3O5和HfO2);典型的金屬鏡麵鍍膜有鋁(Al)、銀(Ag)和金(Au)。氟化物或氮化物則很少用於(yu) 鍍膜,因為(wei) 要獲得好的鍍膜質量,需要較高的熱量,這與(yu) 塑料元件鍍膜所需要的低熱量沉積條件不符。

  然而,盡管塑料光學元件具有諸多優(you) 點,它們(men) 的使用也會(hui) 帶來一些新的挑戰。“一些適用於(yu) 玻璃光學元件的鍍膜設計,可能並不適用於(yu) 塑料光學元件,因為(wei) 塑料光學元件具有較高的熱膨脹係數。為(wei) 了消除附著性和開裂問題。

 鍍膜的塑料光學元件的另一個(ge) 常見的應用領域是眼鏡。“目前,眼鏡片上的防反射(AR)鍍膜已經非常普遍,超過95%的眼鏡都使用塑料鏡片,而為(wei) 鏡片鍍膜確實是一個(ge) 技術奇跡,它代表了20年來鍍膜技術的進步。”“除了光學和美觀要求外,物理耐用性為(wei) 鏡片鍍膜帶來了特殊的挑戰。首先,眼鏡片通常是由眾(zhong) 多的基體(ti) 材料製造而成,這些材料通常包括二甘醇烯丙基碳酸酯、聚碳酸酯等。這些基體(ti) 材料材具有吸水性(這將導致鍍膜會(hui) 受到來自基體(ti) 材料方麵的水蒸汽的損傷(shang) )和較高的熱膨脹係數,因此會(hui) 導致鍍膜不牢固或受損。”Ellefsen補充說,“另外,人們(men) 經常會(hui) 用含有化學物品的液體(ti) 清洗鏡片,用粗糙的紙巾或手帕擦拭鏡片,冬季還要忍耐室內(nei) 外較大的溫差,偶爾還會(hui) 不小心正麵朝下從(cong) 桌子上滑落到地上……因此,對鏡片的耐油性的要求可見一斑。”

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