CN115079313B - 一种高稳定性的蓝玻璃增透膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高稳定性的蓝玻璃增透膜，其依次包括基底层、MgF2层I、钛酸镧层、相互交替的SiO2层I与Ti3O5层、MgF2层II及SiO2层II。本发明基于常规的蓝玻璃增透膜膜系结构，开创性地采用低折射率的钛酸镧层取代传统的高折射率的Ti3O5层作为增透膜除基底层之外的第二层膜系结构，以克服传统蓝玻璃增透膜在镀制过程中因薄层镀膜的过于敏感，而导致的增透膜出现分光反射率不稳定的问题，进而提高了增透膜的镀膜稳定性，优化各膜层之间的致密度和附着力等性能，同时也对增透膜的宽谱透过率等光学性能也有一定的增益效果。

Description

一种高稳定性的蓝玻璃增透膜
技术领域
本发明涉及光学镀膜技术领域，具体涉及一种高稳定性的蓝玻璃增透膜。
背景技术
目前，传统的增透膜是于蓝玻璃基底的表面上依次交替沉积镀膜低折射率材料和高折射率材料，从而达到分光减反的效果。而国内传统的蓝玻璃增透膜系是由相互交替的SiO2层与Ti3O5层、MgF2层组成。传统的蓝玻璃增透膜系设计都有薄层，而在镀制过程中，这些薄层会因各种因素导致实际蒸镀厚度偏离设计厚度，而这些误差往往影响产品的整体分光曲线，经过对传统增透膜系数据分析发现，当厚度误差在±1nm时，AR反射率最大值变化量为0.1％～0.2％，AR反射率平均值变化量为0.02％～0.5％；当厚度误差在±2nm时，AR反射率最大值变化量为0.2％～0.4％，AR反射率平均值变化量为0.1％～0.15％，而这些误差往往影响增透膜的增透效果。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明公开了一种高稳定性的蓝玻璃增透膜。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种高稳定性的蓝玻璃增透膜，其依次包括基底层、MgF2层I、钛酸镧层、相互交替的SiO2层I与Ti3O5层、MgF2层II及SiO2层II。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述增透膜的总光学厚度大于最外层的所述Ti3O5层的光学厚度，相互交替的所述SiO2层I与所述Ti3O5层的光学厚度之和大于4.4726。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述SiO2层I和所述SiO2层II的单层厚度均为15～56.39nm，所述Ti3O5层的单层厚度为22～62.93nm，所述钛酸镧层的单层厚度为14～16nm，所述MgF2层的单层厚度为35～72.63nm。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述增透膜除所述基底层之外包括10层以上。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述SiO2层I至少包括3层，所述Ti3O5层至少包括3层。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述增透膜除所述基底层之外包括10层，依次为第一MgF2层、钛酸镧层、第一SiO2层、第一Ti3O5层、第二SiO2层、第二Ti3O5层、第三SiO2层、第三Ti3O5层、第二MgF2层和第四SiO2层。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述第一MgF2层的光学厚度为0.3519，所述钛酸镧层的光学厚度为0.2257，所述第一SiO2层的光学厚度为0.6063，所述第一Ti3O5层的光学厚度为0.3826，所述第二SiO2层的光学厚度为0.2457，所述第二Ti3O5层的光学厚度为1.1002，所述第三SiO2层的光学厚度为0.1593，所述第三Ti3O5层的光学厚度为0.4583，所述第二MgF2层的光学厚度为0.7301，所述第四SiO2层的光学厚度为0.2124。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述第一MgF2层的物理厚度为35nm，所述钛酸镧层的物理厚度为15nm，所述第一SiO2层的物理厚度为57.1nm，所述第一Ti3O5层的物理厚度为21.74nm，所述第二SiO2层的物理厚度为23.14，所述第二Ti3O5层的物理厚度为62.5nm，所述第三SiO2层的物理厚度为15nm，所述第三Ti3O5层的物理厚度为26.03nm，所述第二MgF2层的物理厚度为72.61nm，所述第四SiO2层的物理厚度为20nm。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述钛酸镧层在波长为550nm的折射率为2.1。
上述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其中所述Ti3O5层在波长为550nm的折射率为2.35。
本发明的有益效果为：本发明基于常规的蓝玻璃增透膜膜系结构，开创性地采用低折射率的钛酸镧层取代传统的高折射率的Ti3O5层作为增透膜除基底层之外的第二层膜系结构，以克服传统蓝玻璃增透膜在镀制过程中因薄层镀膜的过于敏感，而导致的增透膜出现分光反射率不稳定的问题，进而提高了增透膜的镀膜稳定性，优化各膜层之间的致密度和附着力等性能，同时也对增透膜的宽谱透过率等光学性能也有一定的增益效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明中实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的分光曲线反射率图；
其中，图1中A为实施例1的钛酸镧层的分光曲线，B为对比例1的Ti3O5层的分光曲线；
图2为本发明中实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的物理厚度±1nm后的分光曲线反射率图；
其中，图2中C为实施例1的钛酸镧层的物理厚度+1nm后的分光曲线，D为实施例1的钛酸镧层的物理厚度-1nm后的分光曲线，E为对比例1的Ti3O5层的物理厚度+1nm后的分光曲线，F为对比例1的Ti3O5层的物理厚度-1nm后的分光曲线；
图3为本发明中实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的物理厚度±2nm后的分光曲线反射率图；
其中，图3中G为实施例1的钛酸镧层的物理厚度+2nm后的分光曲线，H为实施例1的钛酸镧层的物理厚度-2nm后的分光曲线，I为对比例1的Ti3O5层的物理厚度+2nm后的分光曲线，J为对比例1的Ti3O5层的物理厚度-2nm后的分光曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，而非对本发明进行限制。
本发明提供的一种高稳定性的蓝玻璃增透膜，其依次包括基底层、MgF2层I、钛酸镧层、相互交替的SiO2层I与Ti3O5层、MgF2层II及SiO2层II。
较佳地，所述增透膜的总光学厚度大于最外层的所述Ti3O5层的光学厚度，相互交替的所述SiO2层I与所述Ti3O5层的光学厚度之和大于4.4726。
较佳地，所述SiO2层I和所述SiO2层II的单层厚度均为15～56.39nm，所述Ti3O5层的单层厚度为22～62.93nm，所述钛酸镧层的单层厚度为14～16nm，所述MgF2层的单层厚度为35～72.63nm。
优选地，所述增透膜除所述基底层之外包括10层以上。
进一步地，所述SiO2层I至少包括3层，所述Ti3O5层至少包括3层。
在本实施例中，所述增透膜除所述基底层之外包括10层，依次为第一MgF2层、钛酸镧层、第一SiO2层、第一Ti3O5层、第二SiO2层、第二Ti3O5层、第三SiO2层、第三Ti3O5层、第二MgF2层和第四SiO2层。
较佳地，所述第一MgF2层的光学厚度为0.3519，所述钛酸镧层的光学厚度为0.2257，所述第一SiO2层的光学厚度为0.6063，所述第一Ti3O5层的光学厚度为0.3826，所述第二SiO2层的光学厚度为0.2457，所述第二Ti3O5层的光学厚度为1.1002，所述第三SiO2层的光学厚度为0.1593，所述第三Ti3O5层的光学厚度为0.4583，所述第二MgF2层的光学厚度为0.7301，所述第四SiO2层的光学厚度为0.2124。
较佳地，所述第一MgF2层的物理厚度为35nm，所述钛酸镧层的物理厚度为15nm，所述第一SiO2层的物理厚度为57.1nm，所述第一Ti3O5层的物理厚度为21.74nm，所述第二SiO2层的物理厚度为23.14，所述第二Ti3O5层的物理厚度为62.5nm，所述第三SiO2层的物理厚度为15nm，所述第三Ti3O5层的物理厚度为26.03nm，所述第二MgF2层的物理厚度为72.61nm，所述第四SiO2层的物理厚度为20nm。
进一步地，所述钛酸镧层在波长为550nm的折射率为2.1，所述Ti3O5层在波长为550nm的折射率为2.35。
由于高折射率材料Ti3O5的折射率为2.35/500nm，高于低折射率材料钛酸镧的折射率2.1/550nm，故本发明基于常规的蓝玻璃增透膜膜系结构，开创性地采用低折射率的钛酸镧层取代传统的高折射率的Ti3O5层作为增透膜除基底层之外的第二层膜系结构，以克服传统蓝玻璃增透膜在镀制过程中因薄层镀膜的过于敏感，而导致的增透膜出现分光反射率不稳定的问题，进而提高了增透膜的镀膜稳定性，优化各膜层之间的致密度和附着力等性能，同时也对增透膜的宽谱透过率等光学性能也有一定的增益效果。
现根据本发明的蓝玻璃增透膜详细描述如下实施例：
实施例1：本实施例提供的一种高稳定性的蓝玻璃增透膜，其依次包括基底层、第一MgF2层、钛酸镧层、第一SiO2层、第一Ti3O5层、第二SiO2层、第二Ti3O5层、第三SiO2层、第三Ti3O5层、第二MgF2层和第四SiO2层，其中，上述各层结构参数如下表1所示：
表1增透膜各层结构参数
光学厚度 物理厚度/nm
第一MgF2层 0.3519 35
钛酸镧层 0.2257 15
第一SiO2层 0.6063 57.1
第一Ti3O5层 0.3826 21.74
第二SiO2层 0.2457 23.14
第二Ti3O5层 1.1002 62.5
第三SiO2层 0.1593 15
第三Ti3O5层 0.4583 26.03
第二MgF2层 0.7301 72.61
第四SiO2层 0.2124 20
对比例1：本对比例提供一种增透膜，其结构同实施例1中蓝玻璃增透膜的结构，其不同之处在于将实施例1中钛酸镧层替换为相同物理厚度的Ti3O5层。
以下针对实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层于不同物理厚度条件下的反射率变化情况作出研究：
(1)针对实施例1和对比例1的增透膜进行分光曲线反射率测定，详细测试结果如表2和图1所示。
表2实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的反射率对比结果
如图1和表2所示，根据对实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的对比可见，两种膜系反射率的差别不大，于400～700nm的波段，两种膜系的反射率平均值与最大值仅相差0.03。
(2)分别针对实施例1和对比例1的增透膜的物理厚度增加1nm和减少1nm后进行曲线反射率测定，详细测试结果如表3和图2所示。
表3实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的物理厚度±1nm后的反射率对比结果
如图2和表3所述，当对比例1的Ti3O5层膜系与实施例1的钛酸镧层膜系的物理厚度误差为±1nm时，实施例1的钛酸镧层膜系的反射率平均值、最大值变化量要远小于对比例1的Ti3O5层膜系的反射率平均值、最大值变化量。
(3)分别针对实施例1和对比例1的增透膜的物理厚度增加2nm和减少2nm后进行曲线反射率测定，详细测试结果如表4和图3所示。
表4实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的物理厚度±2nm后的反射率对比结果
如图3和表4所述，当对比例1的Ti3O5层膜系与实施例1的钛酸镧层膜系的物理厚度误差为±2nm时，实施例1的钛酸镧层膜系的反射率平均值、最大值变化量要远小于对比例1的Ti3O5层膜系的反射率平均值、最大值变化量。
综上所述，对比实施例1的钛酸镧层与对比例1的Ti3O5层的物理厚度误差在±1nm、±2nm的反射率变化曲线和数据可知，实施例1的钛酸镧层的物理厚度误差为±1nm至±2nm时，反射率最大变化量仅在0.05％～0.13％，而对比例1的Ti3O5层的物理厚度误差为±1nm至±2nm时，反射率最大变化量达到0.1％～0.37％；可见，以传统的Ti3O5层作为增透膜除基底层之外的第二层膜系结构，由于薄层厚度误差的影响，分光反射率的稳定性差，分光反射率曲线变化大，故其光学性能远差于本实施例采用的钛酸镧层的光学性能。
本发明的高稳定性的蓝玻璃增透膜具有以下优点：本发明基于常规的蓝玻璃增透膜膜系结构，开创性地采用低折射率的钛酸镧层取代传统的高折射率的Ti3O5层作为增透膜除基底层之外的第二层膜系结构，以克服传统蓝玻璃增透膜在镀制过程中因薄层镀膜的过于敏感，而导致的增透膜出现分光反射率不稳定的问题，进而提高了增透膜的镀膜稳定性，优化各膜层之间的致密度和附着力等性能，同时也对增透膜的宽谱透过率等光学性能也有一定的增益效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高稳定性的蓝玻璃增透膜，其特征在于，其依次包括基底层、MgF2层I、钛酸镧层、相互交替的SiO2层I与Ti3O5层、MgF2层II及SiO2层II；
其中，所述钛酸镧层在波长为550nm的折射率为2.1；
所述SiO2层I至少包括3层，所述Ti3O5层至少包括3层；
所述增透膜的总光学厚度大于最外层的所述Ti3O5层的光学厚度，相互交替的所述SiO2层I与所述Ti3O5层的光学厚度之和大于4.4726；
所述SiO2层I和所述SiO2层II的单层厚度均为15~56.39nm，所述Ti3O5层的单层厚度为22~62.93nm，所述钛酸镧层的单层厚度为14~16nm，所述MgF2层的单层厚度为35~72.63nm。
2.根据权利要求1所述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其特征在于，所述增透膜除所述基底层之外包括10层以上。
3.根据权利要求2所述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其特征在于，所述增透膜除所述基底层之外包括10层，依次为第一MgF2层、钛酸镧层、第一SiO2层、第一Ti3O5层、第二SiO2层、第二Ti3O5层、第三SiO2层、第三Ti3O5层、第二MgF2层和第四SiO2层。
4.根据权利要求3所述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其特征在于，所述第一MgF2层的光学厚度为0.3519，所述钛酸镧层的光学厚度为0.2257，所述第一SiO2层的光学厚度为0.6063，所述第一Ti3O5层的光学厚度为0.3826，所述第二SiO2层的光学厚度为0.2457，所述第二Ti3O5层的光学厚度为1.1002，所述第三SiO2层的光学厚度为0.1593，所述第三Ti3O5层的光学厚度为0.4583，所述第二MgF2层的光学厚度为0.7301，所述第四SiO2层的光学厚度为0.2124。
5.根据权利要求3所述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其特征在于，所述第一MgF2层的物理厚度为35nm，所述钛酸镧层的物理厚度为15nm，所述第一SiO2层的物理厚度为57.1nm，所述第一Ti3O5层的物理厚度为21.74nm，所述第二SiO2层的物理厚度为23.14，所述第二Ti3O5层的物理厚度为62.5nm，所述第三SiO2层的物理厚度为15nm，所述第三Ti3O5层的物理厚度为26.03nm，所述第二MgF2层的物理厚度为72.61nm，所述第四SiO2层的物理厚度为20nm。
6.根据权利要求1所述的高稳定性的蓝玻璃增透膜，其特征在于，所述Ti3O5层在波长为550nm的折射率为2.35。
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