相位补偿膜 【技术领域】
本发明涉及一种光学增透膜， 特别涉及一种相位补偿膜。背景技术 高档光学仪器根据应用的要求， 需要提高光能透过率或按使用要求将光束按比例 分开或要折反光路又不能损失光能， 尤其是背投成像系统中， 这种要求相对更高 ： 宽带增透 的波长在 420-700NM 范围内要求高透过， 光反射率要小于 0.5％ ； 介质高反射膜之反射率要 不小于 99.9％等等， 因此光学部件要达到此要求， 必须使用日本或韩国或其它国家的高档 镀膜机对光学元件镀制薄膜。这类镀膜机重复性能好， 可以同时用几种镀膜材料 ( 最多有 十四个坩埚可以镀十四种膜料 )， 使用晶控仪控制， 采用规则膜系控制膜层的几何厚度， 重 复镀制几十层膜来达到上述技术要求。 但这种方式设备投入资金大， 工作人员工作时间长， 劳动强度高。由于国产低成本的镀膜机重复性、 稳定性差， 无法完成数十层镀膜的需要， 致 使我国的光学成像产品一直处于低档水平， 如要使用高档光学仪器必须从国外进口整机、 部件或进口镀膜机。随着光学技术的快速发展， 背投成像技术也随之蓬勃发展， 其核心部 件——光学引擎 ( 尤其是合色棱镜 ) 使用光学元件多， 相应的薄膜种类较多， 必须从国外进 口整机、 部件或进口镀膜机， 大大提高了成本， 同时制约了国内光学技术的发展。
因此， 需要开发一种利用国产镀膜机进行镀制的相位补偿膜， 有机控制膜层的组 成、 几何厚度和物理厚度， 使镀制的增透膜层在 420-700NM 范围内光反射率小于 0.5％ ； 分 光膜的光能透、 反比小于 3％ ； 介质高反射膜反射率达 99.9％， 同时镀膜层数由使用进口设 备的几十层减少到几层， 镀膜材料减少到 2-3 种。
发明内容 有鉴于此， 本发明提供一种相位补偿膜， 有机控制膜层的组成、 几何厚度和物理厚 度， 使镀制的增透膜层在 420-700NM 范围内光反射率小于 0.5％ ； 分光膜的光能透、 反比小 于 3％ ； 介质高反射膜反射率达 99.9％， 同时镀膜层数由使用进口设备的几十层减少到几 层， 镀膜材料减少到 2-3 种。
本发明的相位补偿膜， 经过清洗、 真空蒸镀和烘干步骤镀制而成， 膜层由光学基底 依次向外包括第一层氧化锆层、 第二层氧化硅层、 第三层氧化锆层和第四层氧化硅层 ； 第一 层氧化锆层的厚度为 ( 透射率极大值 - 透射率极小值 )×0.806+ 透射率极小值所对应的最 小膜厚 ； 第二层氧化硅层的厚度为透射率极小值所对应的最小膜厚 +4.3nm ； 第三层氧化锆 层的厚度为透射率极大值 ×0.8225 所对应的最小膜厚 +3.5nm ； 第四层氧化硅层的厚度为 ( 透射率极大值 - 透射率极小值 )×0.535+ 透射率极小值所对应的最小膜厚 ； 计算透射率 极大值和极小值的透射光中心波长为 480nm ；
所述真空蒸镀步骤中， 真空度为 3-6.7 帕， 烘干温度为 280℃。
本发明的有益效果 ： 本发明的相位补偿膜， 利用国产真空镀膜机进行镀制， 采用精 密计算设计的非规则膜系， 有机控制膜层的组成、 几何厚度和物理厚度， 使镀制的增透膜层
在 420-700NM 范围内光反射率小于 0.5％ ； 分光膜的光能透、 反比小于 3％ ； 介质高反射膜 反射率达 99.9％， 同时镀膜层数由使用进口设备的几十层减少到四层， 镀膜材料减少到两 种； 而且镀膜后的光学元件表面有防生酶和生雾的作用 ； 本发明利用不同折射率的介质在 真空、 高温状态下溶解、 按设计规定的膜系蒸发而后吸附到光学基底上， 经过表面镀膜的光 学元件， 其光学性能可以达到光学仪器的各种使用需求 ； 本发明改变光学元件薄膜的镀制 定式， 利于国产镀膜机的推广使用， 提高元件附加值， 同时对提高国产光学仪器质量和批量 生产具有非常重要意义。 附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
附图为本发明膜层的结构示意图。 具体实施方式
附图为本发明膜层的结构示意图， 如图所示 ： 本实施例的相位补偿膜， 经过清洗、 真空蒸镀和烘干步骤镀制而成， 膜层由光学基底 1 依次向外包括第一层氧化锆层 2、 第二层 氧化硅层 3、 第三层氧化锆层 4 和第四层氧化硅层 5 ； 第一层氧化锆层 2 的厚度为 ( 透射率 极大值 - 透射率极小值 )×0.806+ 透射率极小值所对应的最小膜厚 ； 第二层氧化硅层 3 的 厚度为透射率极小值所对应的最小膜厚 +4.3nm ； 第三层氧化锆层 4 的厚度为透射率极大 值 ×0.8225 所对应的最小膜厚 +3.5nm ； 第四层氧化硅层 5 的厚度为 ( 透射率极大值 - 透 射率极小值 )×0.535+ 透射率极小值所对应的最小膜厚 ； 计算透射率极大值和极小值的透 射光中心波长为 480nm ；
所述真空蒸镀步骤中， 真空度为 3-6.7 帕， 烘干温度为 280℃。 本发明中， 根据膜层透射率公式 ： n1、 n2、 t和r均与基底、 入射媒质和膜有关， 对于同一种物质为常量 ；
nd ＝ K(λ/4)， nd 为自变量 ；
当 K ＝ 0、 2、 4……时， 则函数 T 中的 出现极大值 ；项有正的极大值， 即代入膜层透射率公式， 则
当 K ＝ 1、 3、 5……时， 则函数 T 中的项有负的的极大值， 即代入膜层透射率公式， 则
出现极小值 ；氧化锆和氧化硅的透射率极大值和极小值由以上公式得出， 代入后即得出对应的 最小膜厚。
氧化锆和氧化硅的透射率极大值和极小值由以上公式得出， 代入本实用新型技术 方案的镀膜厚度公式中后即得出对应的最小膜厚。
最后说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围， 其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。