CN106680921A - 一种红外反射复合薄膜 - Google Patents
一种红外反射复合薄膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106680921A CN106680921A CN201611122064.4A CN201611122064A CN106680921A CN 106680921 A CN106680921 A CN 106680921A CN 201611122064 A CN201611122064 A CN 201611122064A CN 106680921 A CN106680921 A CN 106680921A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- lambda
- infrared
- energy peak
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 33
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 glycol ester Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
- G02B5/0825—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
- G02B5/0841—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only comprising organic materials, e.g. polymers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种红外反射复合薄膜，由M组单元膜叠加而成，每组单元膜分别具有N个相同的由折射率范围分别为n1和n2的两种聚合物材料A和聚合物材料B组合而成的周期结构，实现对反射红外波段第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)红外波段的反射，同时可以缩小周期数量，单元膜反射带中心波长λ取自第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)，M组单元膜的反射带中心波长值依次为λ1，λ2，…，λM；与之对应的N个单元膜中周期结构厚度依次为：(λ1/4n1)/(λ1/4n2)，(λ2/4n1)/(λ2/4n2)，…，(λM/4n1)/(λM/4n2)。本发明提出的一种新型红外反射复合薄膜，优点是其膜系设计简单，材料成本低廉。在满足基本反射要求下，尽可能增大不同厚度间的差距，减少每个单元膜的周期数，为薄膜制造提供了很好的依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型红外反射复合薄膜，属于光学反射技术领域。
背景技术
光学薄膜是一种达到改变预定波段光的透射率和反射率效果的膜。反射射膜作为光学膜的一种，广泛应用于各种光学和红外元器件、太阳能电池以及大功率激光系统中。现有技术反射射膜由于范围不宽，则膜系设计相对层数较少，膜层不太厚。
另一方面，目前公知的应用非常广泛的反射射膜，一般都是使用金、银、铝等金属或金属与介质材料或硅、锗等半导体材料来进行反射射膜的镀制，材料成本较高。现有技术中涉及红外的宽波段反射射膜可选用的红外膜料品种极少，膜系设计难度很大，所以有必要选择更佳的材料和优化膜系的设计。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种新型红外反射复合薄膜，在满足基本反射要求下，尽可能增大不同厚度间的差距，减少每个单元膜的周期数，提高膜厚精度。
为实现上述目的采取的技术方案是，一种红外反射复合薄膜，由M组单元膜叠加而成，每组单元膜分别具有N个相同的由折射率范围分别为n1和n2的两种聚合物材料A和B组合而成的周期结构，实现对反射红外波段第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)红外波段的反射，同时可以缩小周期数量，单元膜反射带中心波长λ取自第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)，M组单元膜的反射带中心波长值依次为λ1，λ2，…，λM。
所述单元膜满足nd＝λ/4，其中n为聚合物材料的折射率，d为材料的单层厚度，λ为单元膜反射带中心波长。
本发明涉及一种红外反射复合薄膜，M组单元膜的反射带中心波长值依次为λ1，λ2，…，λM，是综合考虑平均反射率和周期厚度差别后确定的最优结构参数。与之对应的N个单元膜中的PMMA/PET周期结构厚度依次为：(λ1/4n1)/(λ1/4n2)，(λ2/4n1)/(λ2/4n2)，…，(λM/4n1)/(λM/4n2)。
本发明的一种新型红外反射复合薄膜，优点是其膜系设计简单，材料成本低廉。在满足基本反射要求下，尽可能增大不同厚度间的差距，减少每个单元膜的周期数，提高膜厚精度。
附图说明
图1是一种新型红外高反复合薄膜。
具体实施方式
本发明提出了一种新型红外反射复合薄膜，主要针对反射红外波段第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)，同时可以缩小周期数量。
实施例1
所述红外反射复合薄膜是由4组单元膜叠加而成，如图1所示，每组单元膜分别具有64个相同的由折射率分别为1.491和1.655的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种聚合物组合而成的周期结构，实现对红外波段的反射射。前两组单元膜主要反射第一能量峰，后两组单元膜主要反射第二能量峰。
所述单元膜满足nd＝λ/4，其中n为聚合物材料的折射率，d为材料的单层厚度，λ为单元膜反射带中心波长。
所述4组单元膜的反射带中心波长值依次为790nm，890nm，990nm，1090nm，是同时具有比较高的平均反射率和比较大的周期厚度差别的最优结构参数。与之对应的N个单元膜中的PMMA/PET周期结构厚度依次为：132.4614nm/119.3353nm，149.2287nm/134.4411nm，165.9960nm/149.5468nm，182.7632nm/164.6526nm。对太阳光谱中红外波段(760nm～1130nm)的总能量反射效率达到87.39％，具有良好的反射效果。
λ1取790nm，λ2取847nm/850nm/860nm/870nm/880nm/890nm/900nm/905nm/910nm/915nm，对红外波段的第一能量峰反射效果和周期厚度差别如表1所示。
表1.不同λ2的对比效果表
| 设计方案 | λ1(nm) | λ2(nm) | Rv | Δd(nm) |
| 1 | 790 | 847 | 71.83％ | 18.2 |
| 2 | 790 | 850 | 72.6％ | 19.1 |
| 3 | 790 | 860 | 76.37％ | 22.3 |
| 4 | 790 | 870 | 78.83％ | 25.5 |
| 5 | 790 | 880 | 80.66％ | 28.7 |
| 6 | 790 | 890 | 81.53％ | 31.9 |
| 7 | 790 | 900 | 80.99％ | 35.1 |
| 8 | 790 | 905 | 81.41％ | 36.7 |
| 9 | 790 | 910 | 79.17％ | 38.2 |
| 10 | 790 | 915 | 78.03％ | 39.8 |
表1中第6种设计方案的结果最符合要求，同时具有比较高的平均反射率和比较大的周期厚度差别。
λ3取990nm，λ4取1060nm/1070nm/1080nm/1090nm/1100nm，对红外波段的第二能量峰反射效果和周期厚度差别如表2所示。
表2.不同λ4的对比效果表
| 设计方案 | Λ3(nm) | λ4(nm) | Rv | Δd(nm) |
| 1 | 990 | 1060 | 83.01％ | 22.3 |
| 2 | 990 | 1070 | 86.28％ | 25.5 |
| 3 | 990 | 1080 | 88.75％ | 28.7 |
| 4 | 990 | 1090 | 89.27％ | 31.9 |
| 5 | 990 | 1100 | 85.86％ | 35.1 |
表2中第4种设计方案的结果最符合要求，同时具有比较高的平均反射率和比较大的周期厚度差别。
实施例2
所述4组单元膜的反射带中心波长值依次为1068.4434nm,874.5766nm,792.4918nm,988.3798nm，是通过基因算法全局优化后确定的最优结构参数，4组单元膜的次序不可调换，最终实现对红外光谱的能量反射率的最大化。与之对应的4个单元膜中的PMMA/PET周期结构厚度依次为：179.1488nm/161.3963nm，146.6426nm/132.1113nm,132.8792nm/119.7118nm,165.7243nm/149.3021nm。最优的4组单元膜对太阳光谱中红外波段(760nm-1130nm)的总能量反射效率达到90.58％。
本发明的一种新型红外反射复合薄膜，优点是其膜系设计简单，材料成本低廉。在满足基本反射要求下，尽可能增大不同厚度间的差距，减少每个单元膜的周期数，为薄膜制造提供了很好的依据。
本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定，并不受具体实施例所限制。
Claims (4)
1.一种红外反射复合薄膜，其特征在于：由M组单元膜叠加而成，每组单元膜分别具有N个相同的由折射率范围分别为n1和n2的两种聚合物材料A和聚合物材料B组合而成的周期结构，实现对反射红外波段第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)红外波段的反射，同时可以缩小周期数量，单元膜反射带中心波长λ取自第一能量峰(760nm～940nm)与第二能量峰(940nm～1130nm)，M组单元膜的反射带中心波长值依次为λ1，λ2，…，λM；与之对应的N个单元膜中周期结构厚度依次为：(λ1/4n1)/(λ1/4n2)，(λ2/4n1)/(λ2/4n2)，…，(λM/4n1)/(λM/4n2)。
2.根据权利要求1所述的一种红外反射复合薄膜，其特征在于：聚合物材料A为PMMA，聚合物材料B为PET。
3.根据权利要求2所述的一种红外反射复合薄膜，其特征在于：M＝4，每组单元膜分别具有64个相同的由折射率分别为1.491和1.655的PMMA和PET两种聚合物组合而成的周期结构，4组单元膜的反射带中心波长值依次为790nm，890nm，990nm，1090nm，与之对应的N个单元膜中的PMMA/PET周期结构厚度依次为：132.4614nm/119.3353nm，149.2287nm/134.4411nm，165.9960nm/149.5468nm，182.7632nm/164.6526nm。
4.根据权利要求2所述的一种红外反射复合薄膜，其特征在于：M＝4，每组单元膜分别具有64个相同的由折射率分别为1.491和1.655的PMMA和PET两种聚合物组合而成的周期结构，4组单元膜的反射带中心波长值依次为1068.4434nm,874.5766nm,792.4918nm,988.3798nm，与之对应的4个单元膜中的PMMA/PET周期结构厚度依次为：179.1488nm/161.3963nm，146.6426nm/132.1113nm,132.8792nm/119.7118nm,165.7243nm/149.3021nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611122064.4A CN106680921A (zh) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | 一种红外反射复合薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611122064.4A CN106680921A (zh) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | 一种红外反射复合薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106680921A true CN106680921A (zh) | 2017-05-17 |
Family
ID=58869530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611122064.4A Pending CN106680921A (zh) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | 一种红外反射复合薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106680921A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360659A (en) * | 1993-05-24 | 1994-11-01 | The Dow Chemical Company | Two component infrared reflecting film |
| CN1285922A (zh) * | 1998-01-13 | 2001-02-28 | 美国3M公司 | 多层红外反射光学体 |
| JP2008064976A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Pentax Corp | 光通信用ミラー |
| US20150293284A1 (en) * | 2012-12-28 | 2015-10-15 | Asahi Glass Company, Limited | Near infrared cutoff filter |
| CN206573735U (zh) * | 2016-12-08 | 2017-10-20 | 北京化工大学 | 一种红外反射复合薄膜 |
-
2016
- 2016-12-08 CN CN201611122064.4A patent/CN106680921A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360659A (en) * | 1993-05-24 | 1994-11-01 | The Dow Chemical Company | Two component infrared reflecting film |
| CN1285922A (zh) * | 1998-01-13 | 2001-02-28 | 美国3M公司 | 多层红外反射光学体 |
| JP2008064976A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Pentax Corp | 光通信用ミラー |
| US20150293284A1 (en) * | 2012-12-28 | 2015-10-15 | Asahi Glass Company, Limited | Near infrared cutoff filter |
| CN206573735U (zh) * | 2016-12-08 | 2017-10-20 | 北京化工大学 | 一种红外反射复合薄膜 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ponting et al. | Polymer nanostructures by forced assembly: process, structure, and properties | |
| CN102112897B (zh) | 宽波段反射镜 | |
| CN1141604C (zh) | 具有陡峭谱带边缘的光学薄膜 | |
| CN104040379B (zh) | 光学多层膜 | |
| JP7040863B2 (ja) | 視覚的に透明な広帯域赤外線ミラーフィルム | |
| US5103337A (en) | Infrared reflective optical interference film | |
| CN104185547B (zh) | 多层层叠膜 | |
| CN100476457C (zh) | 防反射膜 | |
| CN102640022B (zh) | 红外线反射构件 | |
| CN202815247U (zh) | 激光反射镜 | |
| US8257784B2 (en) | Methods for identifying articles of manufacture | |
| TWI446019B (zh) | 雙重波長反射多層薄膜 | |
| CN103728685A (zh) | 梯形金属介质膜宽带脉冲压缩光栅 | |
| CN102928905A (zh) | 金属介质膜宽带脉冲压缩光栅 | |
| CN206573735U (zh) | 一种红外反射复合薄膜 | |
| KR20120073753A (ko) | 적외선 차단 다층 필름 | |
| KR20200087007A (ko) | 다층 반사 필름 | |
| CN108351450A (zh) | 金色调多层涂层和包含所述涂层的反射体 | |
| CN106680921A (zh) | 一种红外反射复合薄膜 | |
| CN101424748A (zh) | 可见区、1.06μm和8-12μm三波段高效减反射膜 | |
| CN101435882B (zh) | 红色分光片的膜堆结构 | |
| WO2011074388A1 (ja) | 光学部品及びその製造方法 | |
| CN205427223U (zh) | 一种空间用紫外反射膜 | |
| JP2005275294A (ja) | 光学素子 | |
| CN106443848A (zh) | 一种宽带激光薄膜反射镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170517 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |