CN106946470B - 一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜 - Google Patents

一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明属于光学薄膜领域，具体涉及一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜。其依次包括基底层、相互交替的氧化硅层和氧化锆层、氟化镁层；其中基底层为玻璃，与基底层相邻的是氧化硅层，氟化镁为所述光学薄膜的最外层。本发明光学薄膜能抗海水或盐雾腐蚀、耐风沙磨损，而且是一种可见光与近红外区高增透的日夜两视光学薄膜。

Description

一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜
技术领域
本发明属于光学薄膜领域，具体涉及一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜。
背景技术
随着近年来光学技术的迅猛的发展，光学产品也日新月异，发生了翻天覆地的变化。人们对光学的认识与需求，不在停留与局限于光与影的转换。摄影、成像与增透只是光学系统的基本功能，更多的光电功能、防眩、高清夜视功能、车载影像、全息影像等已是当前热门的技术。
目前市场上多数光学产品主要侧重于光学性能的要求，经常强调其像素、广角、焦距、可变光、高清等等。但对于其机械性能、适应各种恶劣的环境及全候稳定性方面要求相对较少。部份厂家则避重就轻，采用外围设计来弥补产品的缺陷。随着民用与军事产品的发展与升级，对光学产品的要求日益苛刻。不但要有优良的光学性能，还要有出色的物理特性。这样才能满足各种条件与环境的需求。
本发明光学薄膜不但具有稳定、清晰、日夜两视的光学特性，而且具有防盐蚀、抗风蚀、耐擦拭的优良物理性能。其适用于大量民品车载与军事海防光学产品中。本发明通过对光学膜层的设计，提升相机镜头、外置高端光学镜头、军用探测与监控光学系的耐环境性能与使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学薄膜，其能抗海水或盐雾腐蚀、耐风沙磨损、可见光与近红外区高增透的日夜两视特种光学薄膜。
为实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜，依次包括基底层、相互交替的氧化锆层和氧化硅层、氟化镁层。
其中基底层为玻璃，与基底层相邻的是氧化硅层，氟化镁为所述光学薄膜的最外层。
其中氧化锆层的厚度为10~90nm，氧化硅层的厚度为8-90nm，氟化镁层的厚度为80-110nm。
其中所述的耐腐蚀高增透的日夜两视光学薄膜除了基底层之外共有9±2层，这样进一步降低了增透膜的反射率。
其中所述的耐腐蚀高增透的日夜两视光学薄膜除了基底层之外共有9层，依次为氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层和氟化镁层。以氧化硅层为第一层算起，前两次出现为厚层，后两次为薄层；其中厚层厚度为60-90nm，薄层厚度为10-35nm；以氧化锆为第二层算起，前两次出现为薄层，后两次为厚层；其中薄层厚度为10-30nm，厚层厚度为40-90nm。
其中所述的光学薄膜在400至800nm波段内的单面反射率<1%。
所述的一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学薄膜的制备方法，是采用含有离子源的镀膜机在真空状态下进行镀膜，起始真空度为3.0*10-3Pa，温度为200℃；离子源的加速电压为1000V，屏极电压为900V，中和电流为150A。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
1. 底膜采用全程高能离子辅助镀膜工艺，使材料分子结合更致密。其改变了膜层的“孔洞结构”为“柱状结构”，改变了和细化了分子结构，提高了膜层的致密性，从而使膜层的吸水温漂性控制在1nm以内，膜的抗擦拭性能大大提升；
2. 采用了氟化镁做为膜层保护层，并采用离子技术辅助镀膜，在提升膜层的抗盐蚀性的同时又加强了最外层保护膜的硬度；
3. 本发明光学薄膜以相互交替的氧化硅层和氧化锆层、氟化镁层组成的膜层，通过材料折射率以及材料本身的理化性质的作用，从而达到在400nm-850nm波段的单面反射率小于2%；在420nm-800nm波段单面反射率小于 1%；在440nm-680nm波段的单面反射率小于0.8%，具有可见光与近红外宽带高透的光学性能，实现了日夜两视的功能；
4.本发明以相互交替的氧化硅层和氧化锆层、氟化镁层组成的膜层，其膜层材料稳定，结合致密，抗盐水腐蚀耐磨损性能好。
附图说明
图1为实施例1所得的光学玻璃薄膜样品的结构示意图；1-氧化硅，2-氧化锆，3-氧化硅，4-氧化锆，5-氧化硅，6-氧化锆，7-氧化硅，8-氧化锆，9-氟化镁。
图2为实施例1所得的光学玻璃薄膜样品的反射光谱图。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
成膜设备：采用光驰OTFC-1300型镀膜机，其主要包括膜厚控制仪、离子源、真空室和蒸发系统组成。膜厚控制系统分为光控和晶控两部分，其中晶控采用了进口的INFCON控制仪，是利用石英晶体振荡频率变化来测量薄膜质量厚度的。离子源采用中国科学院北京空间研究所研制的考夫曼离子源，通过调整屏极电压和离子束流来控制离子能量，提高沉积薄膜的致密度，改善光学和机械性能。真空室靠机械泵和扩散泵系统相互配合来获得实验要求的真空度，用热电偶计对真空度进行测定。
实施例1
所述的耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜除了基底层之外共有9层，依次为氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层和氟化镁层。其中除了基底层为玻璃，氧化硅为第一层，厚度为61.51nm；第二层为氧化锆，厚度为9.00nm；第三层为氧化硅，厚度为85.53nm；第四层为氧化锆，厚度为24.62nm；第五层为氧化硅，厚度为34.94nm；第六层为氧化锆，厚度为88.11nm；第七层为11.24nm；第八层为氧化锆，厚度为40.76nm；第九层为氟化镁，厚度为105.34nm。
上述光学薄膜的制备方法为：起始真空度为3.0*10-3Pa，温度为200℃；离子源的加速电压为1000V，屏极电压为900V，中和电流为150A；氟化镁层的离子源参数为：离子源的加速电压为320V，屏极电压为320V，中和电流为150A。
实施例中未提及的其它技术参照现有技术。
实施例2
所述的耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜除了基底层之外共有11层，依次为氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化锆层、氧化硅层和氟化镁层。其中除了基底层为玻璃，氧化硅为第一层，厚度为61.51nm；第二层为氧化锆，厚度为9.00nm；第三层为氧化硅，厚度为85.53nm；第四层为氧化锆，厚度为24.62nm；第五层为氧化硅，厚度为34.94nm；第六层为氧化锆，厚度为88.11nm；第七层为氧化硅11.24nm；第八层为氧化锆，厚度为40.76nm；第九层为氧化硅，厚度43.6nm；第十层为氧化锆，厚度62.3nm；第十一层为氟化镁，厚度为105.34nm。
上述光学薄膜的制备方法为：起始真空度为3.0*10-3Pa，温度为200℃；离子源的加速电压为1000V，屏极电压为900V，中和电流为150A（氟化镁的离子源参数为：离子源的加速电压为260V，屏极电压为300V，中和电流为150A）。实施例中未提及的其它技术参照现有技术。
实施例3
所述的耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜除了基底层之外共有7层，依次为氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、第七层为氟化镁层。其中除了基底层为玻璃，氧化硅为第一层，厚度为35.2nm；第二层为氧化锆，厚度为19.55nm；第三层为氧化硅，厚度为37.43nm；第四层为氧化锆，厚度为64.62nm；第五层为氧化硅，厚度为9.94nm；第六层为氧化锆，厚度为53.11nm；
上述层的制备方法为：起始真空度为3.0*10-3Pa，温度为200℃；离子源的加速电压为1000V，屏极电压为900V，中和电流为150A。
第七层氟化镁为97.24nm，其离子源加工条件为：离子源的加速电压为300V，屏极电压为300V，中和电流为160A。
实施例中未提及的其它技术参照现有技术。
实施例4
上述各个实施例所得的光学玻璃薄膜的性能测试如下：
对各个实施例的光学薄膜光学性能测试：实施例1-3所得的光学薄膜在400nm-850nm波段的单面反射率均小于2%；在420nm-800nm波段单面反射率均小于 1%；在440nm-680nm波段的单面反射率均小于0.8%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种耐腐蚀高增透的日夜两视光学玻璃薄膜，其特征在于：所述日夜两视光学玻璃薄膜除了基底层之外共有9层，依次为氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层、氧化硅层、氧化锆层和氟化镁层；
其中除了基底层为玻璃，氧化硅为第一层，厚度为61.51nm；第二层为氧化锆，厚度为9.00nm；第三层为氧化硅，厚度为85.53nm；第四层为氧化锆，厚度为24.62nm；第五层为氧化硅，厚度为34.94nm；第六层为氧化锆，厚度为88.11nm；第七层为氧化硅，厚度为11.24nm；第八层为氧化锆，厚度为40.76nm；第九层为氟化镁，厚度为105.34nm；
所述的光学玻璃薄膜在400nm-850nm波段的单面反射率小于1%；在420nm-800nm波段单面反射率小于1%；在440nm-680nm波段的单面反射率小于0.8%。
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