CN211215020U - 一种光学多层薄膜 - Google Patents

Abstract

一种光学多层薄膜，涉及光技术领域,所述光学多层薄膜由二氧化硅层和二氧化钛层交替组成，总层数为50层，总物理厚度3063nm。通过光学多层薄膜干涉效应，利用多光束干涉，将紫外波段到可见光波段200nm‑560nm的有害光实现透射光的干涉相消，无法透过多层膜系统，让有效治疗波段580nm‑1400nm实现透射光的干涉相长，可以全部通过多层膜系统。

Description

一种光学多层薄膜

技术领域

本实用新型涉及光技术领域，具体涉及一种光学多层薄膜。

背景技术

光动力治疗作为一种类似于微波、超声波的物理治疗方式已经被广泛应用，目前用于治疗的光波有红光、偏振光、超激光以及卤素光源。传统光动力治疗仪器无法选择特定带宽和波长，而且如果能量控制不当将灼伤表皮。研究表明，对于卤素光源产生的光谱，只有560nm-1400nm波段范围能起主要治疗作用，该波段范围穿透力强，无明显灼伤感，利用光线自身穿透人体时将其各自所携带的能量转化成我们人体不同组织所敏感并能利用的生物能量。它将对人类的疼痛、组织修复、慢性病治疗等带来“雨过天晴”的“彩虹效应”，因此被称为“彩虹之光”。卤素灯光源波段宽，但其中既包含了有利波段，也包含了有害波段，因此，市面上的各种光动力治疗仪都采用滤光系统，吸收有害光，释放有用波段，达到治疗效果。其治疗效果主要取决于能量和敏感度，能量指的是光强，光强越大，治疗深度越深；敏感度指的是人体不同组织对于各个波长的反应能力，波段越宽，适应场合越广。因此，对于卤素光源发出的光需要经过一定的过滤处理才能用于治疗。

近红外线是所有人体可接受的治疗光线中在人体穿透能力最强，有效治疗深度最深的波长范围，其能量可有效深达皮下组织7～10cm，部分中枢神经和大部分外周神经都在其治疗范围内；高能近红外线电磁波作用和光化学作用对疼痛恶性循环的阻断，明显减轻各种深部疼痛。近红外治疗的温热效应使生物组织温度升高，细胞的状态发生改变，形成乙酰胆碱等生物活性物质，使新陈代谢旺盛，生物组织营养状态改善，线粒体功能得以恢复，神经组织再生能力加强，功能恢复；同时显著改善受损神经组织的血液循环，提高白细胞吞噬作用，有效减少炎症介质的合成，降低炎性物质对神经的刺激。

宽谱红光能量可达人体皮下组织3～5cm，被组织细胞线粒体大量吸收，使线粒体中的细胞色素氧化酶(Cyt)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等多种酶的活性得到激发，产生高效的酶促反应，增加细胞糖原利用，从而促进三磷酸腺苷(ATP)的合成，增强细胞的新陈代谢；同时还可以增加活性氧(ROS)的产生，促进细胞因子(GF、FGF、VEGF等)的表达，加速神经细胞的自我修复，而达到受损神经组织的功能恢复。

其中公布号为CN103505816 A中提出一种宽幅光波段过滤装置，文中提出一种选择性滤光系统，包括耐高温透镜、液体光滤过器和选择性滤光片。其中过滤液采用8种化学物质混合后再溶于水而成，选择性滤光片与过滤器独立，文中提到两种滤光片，将滤光片置于液体光过滤器之后，卤素灯发出的光波经过聚光反光杯后出射，再经过耐高温透镜，再穿过液体光过滤器，最后经过选择性滤光片出射，更换不同的选择性滤光片可以得到不同波段的光波。一种是580nm-1380nm的光波，另一种是530nm-1380nm的光波。公布号为CN104689483 A中同样也提出的一种光学理疗仪，其滤光装置部分也采用了与上述相同的方式，卤素灯发出的光经过反光杯反射出射后，经过液体(由多种有机物按比例配成的水溶液)过滤镜，再经过可插拔式滤光片，最后出射到达受体表面。

以上两个案例中，光过滤系统的都采用了复杂的混合水溶液作为过滤液，都采用了可更换的选择性滤光片作为最后一道滤光器件。这种设计相对比较复杂和繁琐，同时增大了仪器体积和重量，也增加了部件成本，过滤液体的配置也比较复杂。

在自然界中，太阳辐照含有大量的红外热辐射源，经过大气层，由于空气中的水蒸气的存在。，位于水吸收带的辐射光谱能量被部分吸收，由于人类皮肤层主要也是水分子，这种吸收机制可以有效的降低人体皮肤在阳光下的灼伤感。530-560nm波段可以用于治疗浅层咖啡斑，祛除纹身等，达到美容效果。620-650nm是伤口愈合波段，能增加细胞再生能力，加快组织恢复。其中760-1400nm波段是深度消炎波段，能够消除过敏和炎症反应。810nm左右的波段，能有效抑制交感神经的兴奋，达到止疼的效果。480nm以下的蓝光和紫外光则容易导致肌肤老化和皱纹，甚至形成黄斑、雀斑，导致皮肤过敏等疾病，因此要避免该波段接触人体皮肤。

目前市面上众多的这类光学治疗仪都采用的方式为，驱动电路驱动卤素灯作为光源，聚光反光装置采集、整形和反射光束，混合物水溶液过滤系统和可选择、可插拔的滤光片用于过滤光线，控制电路用于人机交互，驱动电路驱动的后置风扇和密封溶液的金属散热装置用来为系统散热。

发明内容

本实用新型的目的是提供光学多层薄膜及采用此光学薄膜的光波辐照过滤装置，在不采用额外过滤光片的情况下，通过在耐高温透光玻璃上镀制光学薄膜，得到波长为560nm-1400nm的滤光。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种光学多层薄膜，由二氧化硅层和二氧化钛层交替组成，总层数为50层，总物理厚度3063nm。

一种光波辐照过滤装置，所述装置包括：前置耐高温石英玻璃和后置耐高温石英玻璃；所述前置耐高温石英玻璃和所述后置耐高温石英玻璃的外侧面镀有所述光学多层薄膜；所述前置耐高温石英玻璃和所述后置耐高温石英玻璃贴合在两块齿轮状散热片圆形凹槽中；其中所述前置耐高温石英玻璃镀有所述光学多层薄膜的面向光源一侧，所述后置耐高温石英玻璃镀有所述光学多层薄膜的面向外；所述前置耐高温石英玻璃和所述后置耐高温石英玻璃放置于两片贴有玻璃、中间通透的齿轮状散热片中；所述两片散热片贴合固定，中间保留的缝隙用去离子水填充直至充满，形成离子液体层。

进一步的，所述光学多层薄膜，其内部结构如下：

基底材料：玻璃

第1层：二氧化钛，物理厚度：11.40nm，

第2层：二氧化硅，物理厚度：82.98nm，

第3层：二氧化钛，物理厚度：27.40nm，

第4层：二氧化硅，物理厚度：55.50nm，

第5层：二氧化钛，物理厚度：35.36nm，

第6层：二氧化硅，物理厚度：44.06nm，

第7层：二氧化钛，物理厚度：50.18nm，

第8层：二氧化硅，物理厚度：54.50nm，

第9层：二氧化钛，物理厚度：46.04nm，

第10层：二氧化硅，物理厚度：62.77nm，

第11层：二氧化钛，物理厚度：27.3nm，

第12层：二氧化硅，物理厚度：53.4nm，

第13层：二氧化钛，物理厚度：31.54nm，

第14层：二氧化硅，物理厚度：66.11nm，

第15层：二氧化钛，物理厚度：52.30nm，

第16层：二氧化硅，物理厚度：51.43nm，

第17层：二氧化钛，物理厚度：63.39nm，

第18层：二氧化硅，物理厚度：51.35nm，

第19层：二氧化钛，物理厚度：50.08nm，

第20层：二氧化硅，物理厚度：73.97nm，

第21层：二氧化钛，物理厚度：39.13nm，

第22层：二氧化硅，物理厚度：87.54nm，

第23层：二氧化钛，物理厚度：45.98nm，

第24层：二氧化硅，物理厚度：72.94nm，

第25层：二氧化钛，物理厚度：58.23nm，

第26层：二氧化硅，物理厚度：72.86nm，

第27层：二氧化钛，物理厚度：50.02nm，

第28层：二氧化硅，物理厚度：93.30nm，

第29层：二氧化钛，物理厚度：45.28nm，

第30层：二氧化硅，物理厚度：81.44nm，

第31层：二氧化钛，物理厚度：62.7nm，

第32层：二氧化硅，物理厚度：59.64nm，

第33层：二氧化钛，物理厚度：65.09nm，

第34层：二氧化硅，物理厚度：80.29nm，

第35层：二氧化钛，物理厚度：42.51nm，

第36层：二氧化硅，物理厚度：105.55nm，

第37层：二氧化钛，物理厚度：46.02nm，

第38层：二氧化硅，物理厚度：69.49nm，

第39层：二氧化钛，物理厚度：74.14nm，

第40层：二氧化硅，物理厚度：54.34nm，

第41层：二氧化钛，物理厚度：55.96nm，

第42层：二氧化硅，物理厚度：106.02nm，

第43层：二氧化钛，物理厚度：24.51nm，

第44层：二氧化硅，物理厚度：129.06nm，

第45层：二氧化钛，物理厚度：41.22nm，

第46层：二氧化硅，物理厚度：44.63nm，

第47层：二氧化钛，物理厚度：133.89nm，

第48层：二氧化硅，物理厚度：20.98nm，

第49层：二氧化钛，物理厚度：50.21nm，

第50层：二氧化硅，物理厚度：159.92nm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过光学多层薄膜干涉效应，利用多光束干涉，将紫外波段到可见光波段200nm-560nm的有害光实现透射光的干涉相消，无法透过多层膜系统，让有效治疗波段580nm-1400nm实现透射光的干涉相长，可以全部通过多层膜系统，并且可以将该多层干涉膜沉积在水过滤器的前表面，无需安装额外的滤光片系统，即可以实现对有害短波波段的截止，对有效治疗波段的高透过率特性。

2、成本低：过滤液采用去离子水，简单易取，降低了装置制造的成本；同时，不采用额外滤光片，直接在耐高温透光玻璃上镀制光学多层薄膜，就可以使得滤光得到的波长为560nm-1400nm。

3、适用性广：本实用新型的光波辐照过滤装置不仅限于对卤素灯光源的过滤，也可过滤其他宽光谱光源。

附图说明

图1为本实用新型的一种光波辐照过滤装置应用于光动力治疗仪中的结构示意图；

图2是本实用新型的一种光波辐照过滤装置的正面结构示意图；

图3是本实用新型的一种光波辐照过滤装置的截面结构示意图；

其中，1-后置散热片，2-前置散热片，3-后置耐高温石英玻璃，4-前置耐高温石英玻璃，5-光学多层薄膜膜面，6-离子液体层，7-反光杯，8-卤素灯，9-驱动电路，10-后置散热风扇，11-机壳，12-测距杆，13-光波辐射过滤装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“前置”和“后置”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图2和图3所示，本实用新型提供了一种光波辐照过滤装置，所述装置包括：

前置耐高温石英玻璃4和后置耐高温石英玻璃3；前置耐高温石英玻璃4和后置耐高温石英玻璃3的外侧面镀有光学多层薄膜5；前置耐高温石英玻璃4和后置耐高温石英玻璃3贴合在两块齿轮状散热片圆形凹槽中；其中前置耐高温石英玻璃4镀有光学多层薄膜5的面向光源一侧，后置耐高温石英玻璃3镀有光学多层薄膜5的面向外；前置耐高温石英玻璃4和后置耐高温石英玻璃3放置于两片贴有玻璃、中间通透的齿轮状散热片中；两片散热片贴合固定，中间保留的缝隙用去离子水填充直至充满，形成离子液体层6。

具体的，整个装置密闭不漏水，后置耐高温石英玻璃3贴合的散热片为后置散热片1；前置耐高温石英玻璃4贴合的散热片为前置散热片2。

具体的，散热片均为工字结构，采用铝合金材料制成，散热片上设置有用于灌注去离子水的一个小孔和三个用于固定石英玻璃和离子液体层的三个螺纹孔和对应的三枚适用螺丝。

具体的，离子液体层6为自来水、纯净水或去离子水其中一种或几种的混合液。

具体的，离子液体层6的厚度为3mm-30mm。

具体的，前置耐高温石英玻璃4镀有起增透效果的光学多层薄膜5，实现560nm-1400nm增加光透过率的要求，薄膜面面向光源一侧，后置耐高温石英玻璃3镀有截止紫外波段和可见光谱短波段200nm-550nm，增加560nm-1400nm波段透过率要求的长波通截止滤光膜，薄膜面向外。

具体的，也可以将前置和后置石英玻璃表面的薄膜互换，前置耐高温石英玻璃4镀有截止紫外波段和可见光谱短波段200nm-550nm，增加560nm-1400nm波段透过率要求的长波通截止滤光膜，薄膜面面向光源一侧，后置耐高温石英玻璃3镀有起增透效果的光学滤波薄膜，实现560nm-1400nm增加光透过率的要求，薄膜面向外。

具体的，光学多层薄膜5的材料为二氧化硅和二氧化钛，具体膜层结构如表1所示，光学多层薄膜5采用物理气相沉积法获得，这种微观结构厚度为微米级别，具有吸收特定波段、透过特定波段的光学滤波特性。比起单独安装的可拆卸或者可更换的选择性滤光片，更加轻便，更加稳固，同时避免了拆卸或者更换过程中人为损坏的风险。

表1 膜层结构

实施例2

一种安装有实施例1的光波辐照过滤装置的光动力治疗仪如图1所示。

治疗仪包括：机壳11，机壳11的内部设置有卤素灯8、反光杯7和驱动卤素灯8运作的驱动电路9，设置于机壳内部底端的后置散热风扇10，设置于机壳顶端的测距杆12，以及光波辐照过滤装置13。

卤素灯8发出的光首先经反光杯7反射后，最先到达前置耐高温石英玻璃4，再穿过离子液体层过滤，进行初步过滤，最后通过后置耐高温玻璃3外表面，得到对应波段的光波，波段范围为550nm-1400nm，卤素灯发光过程中产生的热量被离子液体层和散热片吸收和传导，卤素灯8发光过程和风扇转动过程均由驱动电路进行驱动。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种光学多层薄膜，其特征在于：所述光学多层薄膜由二氧化硅层和二氧化钛层交替组成，总层数为50层，总物理厚度3063nm。

2.一种包含权利要求1所述光学多层薄膜的光波辐照过滤装置，其特征在于所述装置包括：前置耐高温石英玻璃和后置耐高温石英玻璃；所述前置耐高温石英玻璃和所述后置耐高温石英玻璃的外侧面镀有所述光学多层薄膜；所述前置耐高温石英玻璃和所述后置耐高温石英玻璃贴合在两块齿轮状散热片圆形凹槽中；其中所述前置耐高温石英玻璃镀有所述光学多层薄膜的面向光源一侧，所述后置耐高温石英玻璃镀有所述光学多层薄膜的面向外；所述前置耐高温石英玻璃和所述后置耐高温石英玻璃放置于两片贴有玻璃、中间通透的齿轮状散热片中；所述两片散热片贴合固定，中间保留的缝隙用去离子水填充直至充满，形成离子液体层。

3.如权利要求1所述光学多层薄膜，其特征在于，所述光学多层薄膜，其内部结构如下：

基底材料：玻璃

第1层：二氧化钛，物理厚度：11.40nm，

第2层：二氧化硅，物理厚度：82.98nm，

第3层：二氧化钛，物理厚度：27.40nm，

第4层：二氧化硅，物理厚度：55.50nm，

第5层：二氧化钛，物理厚度：35.36nm，

第6层：二氧化硅，物理厚度：44.06nm，

第7层：二氧化钛，物理厚度：50.18nm，

第8层：二氧化硅，物理厚度：54.50nm，

第9层：二氧化钛，物理厚度：46.04nm，

第10层：二氧化硅，物理厚度：62.77nm，

第11层：二氧化钛，物理厚度：27.3nm，

第12层：二氧化硅，物理厚度：53.4nm，

第13层：二氧化钛，物理厚度：31.54nm，

第14层：二氧化硅，物理厚度：66.11nm，

第15层：二氧化钛，物理厚度：52.30nm，

第16层：二氧化硅，物理厚度：51.43nm，

第17层：二氧化钛，物理厚度：63.39nm，

第18层：二氧化硅，物理厚度：51.35nm，

第19层：二氧化钛，物理厚度：50.08nm，

第20层：二氧化硅，物理厚度：73.97nm，

第21层：二氧化钛，物理厚度：39.13nm，

第22层：二氧化硅，物理厚度：87.54nm，

第23层：二氧化钛，物理厚度：45.98nm，

第24层：二氧化硅，物理厚度：72.94nm，

第25层：二氧化钛，物理厚度：58.23nm，

第26层：二氧化硅，物理厚度：72.86nm，

第27层：二氧化钛，物理厚度：50.02nm，

第28层：二氧化硅，物理厚度：93.30nm，

第29层：二氧化钛，物理厚度：45.28nm，

第30层：二氧化硅，物理厚度：81.44nm，

第31层：二氧化钛，物理厚度：62.7nm，

第32层：二氧化硅，物理厚度：59.64nm，

第33层：二氧化钛，物理厚度：65.09nm，

第34层：二氧化硅，物理厚度：80.29nm，

第35层：二氧化钛，物理厚度：42.51nm，

第36层：二氧化硅，物理厚度：105.55nm，

第37层：二氧化钛，物理厚度：46.02nm，

第38层：二氧化硅，物理厚度：69.49nm，

第39层：二氧化钛，物理厚度：74.14nm，

第40层：二氧化硅，物理厚度：54.34nm，

第41层：二氧化钛，物理厚度：55.96nm，

第42层：二氧化硅，物理厚度：106.02nm，

第43层：二氧化钛，物理厚度：24.51nm，

第44层：二氧化硅，物理厚度：129.06nm，

第45层：二氧化钛，物理厚度：41.22nm，

第46层：二氧化硅，物理厚度：44.63nm，

第47层：二氧化钛，物理厚度：133.89nm，

第48层：二氧化硅，物理厚度：20.98nm，

第49层：二氧化钛，物理厚度：50.21nm，

第50层：二氧化硅，物理厚度：159.92nm。

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