Hur belägger du optiska filmer med PVD-vakuumbeläggningsmaskin

Optisk beläggning

1.Bearbetningsfilm (hårdfilm)

Linsen, oavsett om den är tillverkad av oorganiska eller organiska material, kommer att bäras och repas på linsens yta på grund av friktion med damm eller grus (kiseldioxid) vid daglig användning. Jämfört med glas är hårdheten hos organiska material relativt låg, vilket är mer sannolikt att producera repor. Genom mikroskopet kan vi observera att repor på linsens yta huvudsakligen är indelade i två typer. En är reporna som orsakas av sand och grus, som är grunda och små. Den andra är en rep som skapas av större sandkorn, djup och grov runt kanterna, som i mitten kan påverka synen.

(1) tekniska funktioner

1) första generationens anti-wear-filmteknik

Anti-wear-film började i början av 1970-talet, då glasögonerna ansågs vara svåra att slipa på grund av deras höga hårdhet och organiska linser var för mjuka att bära. Därför pläteras kvartsmaterialet på ytan av organisk lins under vakuumbetingelser för att bilda en mycket hård anti-slitagefilm. På grund av felaktigheten mellan termisk expansionskoefficient och substratmaterial är det emellertid lätt att ta av filmen och sköra filmskiktet, så anti-slitageffekten är inte idealisk.

2) andra generationens anti-wear-filmteknik

Efter 1980-talet fann forskarna teoretiskt att slitningsmekanismen inte bara är relaterad till hårdhet, men också att filmskiktmaterialet har dubbla egenskaper av "hårdhet / deformation", det vill säga att vissa material har högre hårdhet men mindre deformation, medan vissa material har lägre hårdhet men större deformation. Den andra generationens slitstarkfilmsteknik är genom fördjupningsprocessen på ytan av den organiska linsen som pläterar en hög hårdhet och inte spröd sprickmaterial.

3) tredje generationens anti-wear-filmteknik

Den tredje generationens anti-wear-filmteknik utvecklades efter 1990-talet, främst för att lösa problemet med slitstyrka hos organisk lins belagd med reflektionsfilm. Eftersom hårdheten hos basen av den organiska linsen skiljer sig mycket från den reflekterande filmens, tyder den nya teorin på att ett lager av slitskikt behövs mellan de två, så att linsen kan buffras när den utsätts för grusfriktion utan skrapet. Hårdheten i det tredje generationens slitskiktet är mellan antirefleksfilmens och linsens botten.

4) 4: e generationens slitstarkfilmsteknik

Fjärde generationens anti-filmteknik är baserad på kiselatomer. TITUS av det franska företaget ilus har till exempel tillsatt oorganisk ultrafine innehållande både organisk matris och kiselelement till den hårda vätskan, vilket gör motslitningsfilmens seghet och förbättrar hårdheten. Modern anti-wear-beläggningsteknik är den viktigaste användningen av nedsänkningsmetoden, det vill säga efter linsen efter flera rengöring, nedsänktes i tillsats av hård vätska, efter en viss tid, vid en viss hastighet. Denna hastighet är relaterad till viskositeten av den hårda vätskan och tjockleken på slitfilmen. Medger ugnen på omkring 100 ° C i polymerisationen 4-5 timmar, beläggningstjockleken av ca 3 till 5 mikron.

(2) testmetod

Den mest grundläggande metoden för att bedöma och testa slitstyrka hos slitskydd är klinisk användning, vilket gör det möjligt för bäraren att bära den under en tidsperiod och sedan ser linsens slitage på sig och jämförs med linsens egenskaper. Naturligtvis är det vanligtvis den metod som antagits före den formella befordran av denna nya teknik. För närvarande är den snabbare och intuitiva testmetoden vi brukar använda som följer:

1) slipningstest

Linsen placeras i propagandamaterialet som innehåller sand och grus (sandens och grusets storlek och hårdhet anges), och den gnidas fram och tillbaka under viss kontroll. Den diffusa reflektionen av ljus före och efter linsfriktionen mäts med en fogometer och jämförs med standardlinsen.

2) stålulltest

Med en viss typ av stålull, antal gånger att slipa på linsytan vid ett visst tryck och en hastighet, och sedan testa ljusdiffusionsreflektionen före och efter linsfriktionen med dimmätaren och jämföra med standardlinsen. Naturligtvis kan vi också arbeta för hand, gnugga de två linserna med samma tryck för samma antal gånger och sedan observera och jämföra med blotta ögat.

Resultaten av de två metoderna ligger nära de kliniska resultaten av långvarig användning av patienterna.

3) förhållandet mellan anti-wear-film och anti-reflektionsfilm

Antireflektionsfilmen på linsytan är en mycket tunn oorganisk metalloxid (mindre än 1 mikron tjock), hård och spröd. När belagd på glaslinser är filmskiktet relativt mindre sannolikt att skrapa eftersom substratet är hårt och sanden och gruset tvärsöver. Men när antirefleksfilmen är belagd på den organiska linsen, eftersom substratet är mjukt, sand och grus tvärs över filmskiktet är filmskiktet lätt att skrapa.

Därför måste anti-slitagefilmen beläggas innan antireflektionsfilmen är belagd, och hårdheten hos de två skikten måste matchas.

2. Antireflektionsfilm

(1) varför är anti-reflektion filmplätering nödvändigt?

1) Spegelreflektion

När ljuset passerar genom linsens främre och bakre ytor, bryter det inte bara upp, utan speglar också. Detta reflekterade ljus på framsidan av linsen gör att bärarens ögon ser ett vitt ljus. När du tar bilder kan den här typen av reflektion också på allvar drabba bärarens skönhet.

2) "spöke"

Den optiska teorin av glasögon håller på att linsens brytningskraft gör objektet synligt vid bärarens yttersta punkt en tydlig bild, vilken också kan tolkas som objektets ljus som avböjes genom linsen och samlas på näthinnan för att bilda Bildpunkten. På grund av den olika krökningen på dioptrarnas främre och bakre ytor och förekomsten av en viss mängd reflekterat ljus kan emellertid det interna reflekterade ljuset genereras mellan dem. Det interna reflekterade ljuset kommer att producera en virtuell bild nära det långt straffplanet , det vill säga nära retinala bildpunkten.Dessa virtuella prickar kan påverka objektets klarhet och komfort.

3) bländningen

Liksom alla optiska system är ögat inte perfekt, och bilden på näthinnan är inte en punkt, utan en fuzzy cirkel. Därför är känslan av två intilliggande punkter framställd av två parallella eller mer eller mindre överlappande fuzzy cirklar. Så länge som avståndet mellan de två punkterna är stort nog kommer bilden på näthinnan att ge en känsla av två punkter, men om två punkter är för nära, de två fuzzy cirklarna tenderar att överlappa och misstas för en punkt.

Kontrast kan användas för att återspegla detta fenomen, vilket uttrycker visuell klarhet. Förhållandet måste vara större än ett visst värde (detektionsgränsen, motsvarar 1-2) för att säkerställa att ögat känner igen två grannpunkter.

Beräkningsformeln för kontrast är: D = (ab) / (a + b).

Där C är kontrasten är den maximala bildningsavkänningen av två intilliggande punkter på näthinnan a, och minimivärdet av intilliggande delar är b. Ju högre kontrast C-värdet desto högre upplösning av det visuella systemet till de två punkterna och ju tydligare känslan. Om två objektpunkter är mycket nära är det lägsta värdet av deras intilliggande delar närmare det högsta värdet, då C-värdet är lågt vilket indikerar att det visuella systemet känns oklart för de två punkterna eller inte tydligt kan skilja dem.

På natten kunde en besynderad bilist se klart två cyklar som kom fram emot honom på avstånd. Vid den här tiden reflekterar bilens baklykta på baksidan av förarens lins: det reflekterade ljuset bildas på näthinnan, vilket ökar intensiteten hos de två observationspunkterna (cykelljusen). Så längden av a och b går upp, och nämnaren (a + b) går upp, medan täljaren (a -b) förblir densamma, vilket gör att C-värdet går ner. Den minskade kontrasten resulterar i förarens initiala uppfattning om förekomsten av två cyklister överlappar till en enda bild, som om vinkeln av skillnaden plötsligt minskades!

4) transmittans

Andelen reflekterat ljus till infallande ljus beror på linsmaterialets brytningsindex, vilket kan beräknas med formeln av reflekterande mängd.

Reflektionsformel: R = (n-1) kvadrerade / (n + 1) kvadrerade

R: ena sidan reflektion av linsen n: brytningsindex för linsmaterialet

Till exempel är brytningsindexet för vanliga hartsmaterial 1,50 och det reflekterade ljuset R = (1,50-1) kvadrerat / (1,50 + 1) kvadrat = 0,04 = 4%.

Linsen har två ytor. Om R1 är mängden av linsens främre yta och R2 är mängden reflektion på linsens bakyta, är linsens totala reflektionsmängd R = Rl + R2. (vid beräkning av reflektionen av R2 är det infallande ljuset 100% -r1). Linsens transmittans T = 100% -R1-R2.

Därför kan det ses att om linsen med högt brytningsindex inte har reflektionsfilm, kommer det reflekterade ljuset att leda till mer obehag för bäraren.

(2) principen

Antireflektionsfilmen är baserad på ljusets våg och interferens. Om två ljusvågor med samma amplitud och samma våglängd överlagras, förstärks ljusvågans amplitud. Om de två ljusvågorna har samma ursprung och olika våglängder, om de två ljusvågorna är överlagda, så avbryta varandra. Användning av denna princip beläggs med reflektionsfilmen på linsens yta så att det reflekterade ljuset som alstras på framsidan och baksidan av filmen kommer att störa varandra och därigenom avbryta det reflekterade ljuset och uppnå antireflektionseffekten.

1) amplitudförhållande

Filmmaterialets brytningsindex måste vara lika med kvadratroten av brytningsindexet för linssubstratmaterialet.

2) fasförhållande

Filmtjockleken bör vara 1/4 våglängd i referenslampan. D = 155/4 = 139 nm

För antireflekterande beläggningar använder många glasögonstillverkare ljusvågor med högre känslighet för det mänskliga ögat (med en våglängd på 555 nm). När beläggningens tjocklek är för tunn (<139 nm)="" kommer="" det="" reflekterade="" ljuset="" att="" bli="" ljusbrunt="" och=""> Om den är blå är beläggningens tjocklek för tjock (> 139 nm).

Syftet med beläggningen är att minska ljusets reflektion, men det är inte möjligt att göra det utan att reflektera ljuset. Linsens yta har alltid färgen att förbli, men förbli färg som är bäst, har inte en standard faktiskt, i grund och botten vara med individen att vara förtjust i färg för närvarande prioritera mer för grön färgavdelning.

Vi finner också att krumningsskillnaden för den resterande färgen på linsens konvexa och konkava ytor också gör beläggningshastigheten annorlunda. Därför är den centrala delen av linsen grön, medan kantdelen är ljusröd röd eller andra färger.

3) plätering mot reflektionsfilmsteknik

Organisk linsbeläggning är svårare än glasögon. Glasmaterial för att motstå hög temperatur över 300 ° C, och de organiska linserna blir gula när de överstiger 100 ° C och sedan snabbt bryts ner.

Kan användas för glaslinser minus reflektionsmembranmaterial som används magnesiumfluorid (MgF2), men som ett resultat av magnesiumfluoridbeläggning måste processen vara under en miljö som är högre än 200 ° C, annars kan det inte fästas på linsens yta, så de organiska linserna använder inte den.

Efter 1990-talet, med utvecklingen av vakuumbeläggningsteknik, förbättrades kombinationen av filmskikt och lins med hjälp av jonstråle bombardemangsteknik. Metalloxidmaterial av hög renhet, såsom titanoxid och zirkoniumoxid, kan framställas genom indunstningsprocessen och beläggas på ytan av hartslinsen.

Följande är en introduktion av anti-reflektion beläggningsteknik för organisk lins.

1) beredning före beläggning

Linsen måste förrensas före beläggningen, vilket är mycket krävande och upp till molekylär nivå. I rengöringstanken placeras olika rengöringslösningar separat och ultraljudsvåg används för att förbättra rengöringseffekten. När linsen städas sätts den in i vakuumkammaren. I denna process bör särskild uppmärksamhet ägnas åt att undvika damm och skräp i luften för att hålla fast vid linsens yta. Slutrengöringen görs i vakuumkammaren och särskild försiktighet bör vidtas för att undvika damm och skräp från luften innan du klibbar på linsytan. Slutstädningen utförs före plätering i vakuumkammaren. Jonpistolen placerad i vakuumkammaren bombarderar linsens yta (till exempel med argonjoner). Efter avslutad rengöring kommer beläggningen att reflekteras.

2) vakuumbeläggning

Vakuumindunstningsprocessen kan säkerställa att det rena beläggningsmaterialet beläggs på linsens yta och den kemiska sammansättningen av beläggningsmaterialet kan strikt regleras under avdunstningsprocessen. Vakuumindunstningsprocessen kan kontrollera filmens tjocklek noggrant och nå precisionen.

3) filmfasthet

För glasögon är fastheten i filmskikt väldigt viktigt. Linsens kvalitetsindex innehåller anti-wear, anti-culture och anti-temperature. Därför finns det många specifika fysikaliska och kemiska testmetoder för att testa filmens snabbhetskvalitet av belagd lins under användarens tillstånd. Dessa testmetoder inkluderar : saltvattenprov, ångtest, avjoniserat vattentest, stålflätthetskritik, upplösningsprov, limprov, temperaturskillnadstest och fukttest etc.

III.

3. Anti-fouling film (toppfilm)

(1) principen

Efter att linsytan är belagd med flerskikts anti-reflektionsfilm, är linsen särskilt benägen för fläckar, vilket kommer att skada antireflektionseffekten av antireflektionsfilm. Under mikroskopet kan det konstateras att antireflektionsfilmskiktet har en porös struktur så att oljan är särskilt lätt att infiltrera i antirefleksfilmskiktet. Lösningen är att belägga den anti-olje- och vattenbeständiga toppfilmen på anti- reflektionsfilmskikt, vilket måste vara mycket tunt så att det inte ändrar de reflektionsfilmens optiska egenskaper.

(2) teknik

Antifouling-filmmaterialen är huvudsakligen fluor, det finns två behandlingsmetoder, en är nedsänkningsmetod, en är vakuumbeläggning och den vanligaste metoden är vakuumbeläggning. Den mest använda metoden är vakuumbeläggning. När antireflektionsfilmen är färdig kan fluoriden pläteras på den reflekterande filmen genom avdunstningsprocessen. Antändningsfilm kan täcka det porösa reflektionsfilmskiktet och kan minska kontaktytan av vatten och olja med linsen, så att oljedroppar och vattendroppar inte håller fast vid linsens yta, så kallas det även vattentät film.

För organiska linser bör den perfekta ytbehandlingen vara en kompositfilm, inklusive slitagefilm, flerskikts antireflektionsfilm och filmfilm med övre film. I allmänhet är tjockleken av anti-slitfilmbeläggning den tjockaste, ca 3-5 mm, tjockleken på flerskikts antireflektionsfilm är ca 0,3 mm och den tunnaste motföroreningsvaxpläteringen på toppskiktet är ca 0,005- 0.01mm. Ta crizal, en kompositfilm av franskt företag, till exempel slits anti-slitagefilmen med organosilicium först på filmbasen av linsen. Därefter används IPC-tekniken för att rengöra den reflekterande beläggningen med jonbombardemang. Efter rengöring användes zirkoniumoxid med hög hårdhet (ZrO2) och andra material för vakuumplätering av flerskikts antireflektionsfilmskikt. Slutligen är toppfilmen med 110 kontaktvinkel utplattad. Utvecklingen av kompositfilmstekniken visar att ytbehandlingen Teknik av organisk lins har nått en ny höjd.