專利名稱：一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜系、濾光片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)零件薄膜制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜 膜系，以及采用該膜系鍍制成的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片及其制備方法。
背景技術(shù)：
在光學(xué)薄膜范疇，將具有對(duì)某一窄的波帶范圍要求高反射率，反射帶外其它波段 范圍要求高透射率特性的膜系稱之為窄帶負(fù)濾光膜膜系。尚未查找到用于樹脂基底的窄帶 負(fù)濾光膜膜系、樹脂基底的窄帶負(fù)濾光片及其制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜系。本發(fā)明的目的還在于提供一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片，同時(shí)，本發(fā)明的目的還在 于提供一種該濾光片的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜 系，該膜系由52層膜層組成，膜系的結(jié)構(gòu)為
Sub | (0. 35HL)nl. 5H0. 75L 其中，Sub為樹脂基底，H為M2膜層，L為Si02膜層，n為周期數(shù)，取值為25 ； 與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1 50層膜層中，奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的 光學(xué)厚度均為70nm ；偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm ； 第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm ； 第52層為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片，是在樹脂基底上鍍制上述樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜 系，其膜系結(jié)構(gòu)為
Sub | (0. 35HL)nl. 5H0. 75L 其中，Sub代表樹脂基底，H為M2膜層，L為Si02膜層，n為周期數(shù)，取值為25 ； 與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1 50層膜層中，奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的 光學(xué)厚度均為70nm ；偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm ； 第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm ； 第52層為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。—種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的制備方法，包括以下步驟
(1)清潔被鍍零件對(duì)樹脂基底光學(xué)零件表面進(jìn)行清潔處理；
(2)將被鍍零件放置入真空室內(nèi)，抽真空到真空度高于2X10—3Pa，啟動(dòng)離子源，對(duì)被鍍 零件進(jìn)行離子轟擊，轟擊時(shí)間為5 7分鐘，之后關(guān)斷離子源；
(3)鍍制第1層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1X 10_2 Pa 2X 10_2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 5nm/s 0. 6nm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為70nm，控制波長(zhǎng)550 560nm ；
(4)鍍制第2層膜層，Si02膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為9X10_3 Pa
32X10_2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 8nm/s lnm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為200nm，控制波長(zhǎng)550 560nm ；
(5)依次重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，鍍制第3 50層膜層，其中奇數(shù)層均為M2膜層，膜 層的光學(xué)厚度均為70nm，偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm，在鍍制過程中 真空室溫度不高于60°C ；
(6)鍍制第51層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1X 10_2 Pa 2 X 10_2 Pa,蒸發(fā)速率為0. 5nm/s 0. 6nm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為272nm，控制波長(zhǎng)520 546nm ；
(7)鍍制第52層膜層，Si02膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為9X10_3Pa 2X10—2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 8nm/s lnm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為140nm，控制波長(zhǎng)520 546nm ；
(8)真空室冷卻至40°C以下，取出鍍制好膜系的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片。本發(fā)明的樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜系的光學(xué)特性反射帶窄，反射帶寬度50nm; 反射率高，中心波長(zhǎng)544nm，反射率R ^ 98% ；膜系透射帶透射特性好，可見光區(qū)域其它波段 的透射率90%;膜層中心波長(zhǎng)漂移很小，6 <3nm。本發(fā)明制得的樹脂基底窄帶負(fù)濾光 片的膜層牢固度好，牢固度及環(huán)境適應(yīng)性滿足光學(xué)薄膜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1320-88規(guī)定的要求， 可以在自然狀態(tài)下使用，不必在膠合狀態(tài)下使用。本發(fā)明的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片主要應(yīng)用于頭盔護(hù)目鏡。頭盔護(hù)目鏡的作用是 在其表面透射可見光區(qū)域的外界背景，同時(shí)反射可見光區(qū)域某一窄帶波段的光線。頭盔護(hù) 目鏡在鍍制本發(fā)明的窄帶負(fù)濾光膜膜系后，可顯著提高反射光線的亮度和外界背景的清晰度。本發(fā)明樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的基底材料樹脂材料具有質(zhì)地輕、韌性好、強(qiáng)度高 的優(yōu)點(diǎn)，適合于制作眼鏡和頭盔護(hù)目鏡，但是樹脂材料作為基底的缺點(diǎn)是材料軟、鋼性差、 易變形、膨脹系數(shù)大、與大多數(shù)材料結(jié)合特性差。本發(fā)明針對(duì)樹脂基底的這些缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了專 用于樹脂基底的窄帶負(fù)濾光膜膜系，并通過特定的鍍制方法，鍍制出了牢固度高、光學(xué)特性 好的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜系，該膜系由52層膜層組成，膜系的結(jié)構(gòu)為
Sub | (0. 35HL)nl. 5H0. 75L 其中，Sub為樹脂基底，H為M2膜層，L為Si02膜層，n為周期數(shù)，取值為25 ； 與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1 50層膜層中，奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的 光學(xué)厚度均為70nm ；偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm ； 第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm ； 第52層為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。實(shí)施例2
一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片，其制備方法是在樹脂基底上鍍制樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜 膜系，其膜系由52層膜層組成，膜系的結(jié)構(gòu)為Sub | (0. 35HL)nl. 5H0. 75L 其中，Sub為樹脂基底，H為M2膜層，M2膜料為德國(guó)默克公司生產(chǎn)，L為Si02膜層，n為 周期數(shù)，取值為25;
與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1 50層膜層中，奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的 光學(xué)厚度均為70nm ；偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm ； 第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm ； 第52層為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。實(shí)施例3
一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的制備方法，包括以下步驟 (1)清潔被鍍零件，即用脫脂棉蘸醇醚混合液將樹脂基底光學(xué)零件表面清潔干凈； (2 )將被鍍零件裝入專用工裝夾具并盡可能快地裝入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，起動(dòng)鍍 膜程序開始鍍膜，抽真空到真空度1.6X10—3 Pa，啟動(dòng)離子源，對(duì)被鍍零件進(jìn)行離子轟擊，轟 擊時(shí)間為5分鐘，之后關(guān)斷離子源；
(3)鍍制第1層膜層，M2膜料放在可旋轉(zhuǎn)電子槍蒸發(fā)源坩堝中，由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸 鍍時(shí)真空度為1X10—2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 5nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚 度控制為70nm，控制波長(zhǎng)550nm，極值過正法控制，工具因子為1. 05，極值停蒸點(diǎn)0. 53 ；
(4)鍍制第2層膜層，Si02膜料放在可旋轉(zhuǎn)電子槍蒸發(fā)源坩堝中，由電子束進(jìn)行蒸鍍， 蒸鍍時(shí)真空度為IX 10_2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 8nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué) 厚度控制為200nm，控制波長(zhǎng)560nm，工具因子為1. 07，極值停蒸點(diǎn)1. 53 ；
(5)依次重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，鍍制第3 50層膜層，其中奇數(shù)層均為M2膜層，膜 層的光學(xué)厚度均為70nm，偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm，在鍍制過程中 真空室最高溫度為55°C ；
(6)鍍制第51層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1X 10_2 Pa,蒸 發(fā)速率為0. 5nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚度控制為272nm，控制波長(zhǎng) 520nm，極值過正法控制，工具因子為1. 05，極值停蒸點(diǎn)2. 2 ；
(7)鍍制第52層膜層，Si02膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1X10_2Pa，蒸 發(fā)速率為0. 8nm/s,膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚度控制為140nm，控制波長(zhǎng) 520nm，極值過正法控制，工具因子為1.07，極值停蒸點(diǎn)1. 1 ；
(8)真空室冷卻至35°C時(shí)，取出鍍制好膜系的光學(xué)零件。在步驟(1)清潔被鍍零件之前，需要做的準(zhǔn)備工作是清潔真空室、鍍膜夾具、蒸 發(fā)源擋板及離子源等，之后將M2和Si02兩種膜料分別裝填至電子槍坩堝內(nèi)，更換石英晶體 片和光控儀比較片，編制并調(diào)試鍍膜程序。實(shí)施例4
一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的制備方法，包括以下步驟 (1)清潔被鍍零件，即用脫脂棉蘸醇醚混合液將樹脂基底光學(xué)零件表面清潔干凈； (2 )將被鍍零件裝入專用工裝夾具并盡可能快地裝入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，起動(dòng)鍍 膜程序開始鍍膜，抽真空到真空度1. 5X10—3 Pa，啟動(dòng)離子源，對(duì)被鍍零件進(jìn)行離子轟擊，轟 擊時(shí)間為7分鐘，之后關(guān)斷離子源；
(3)鍍制第1層膜層，M2膜料放在可旋轉(zhuǎn)電子槍蒸發(fā)源坩堝中，由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為2 X 10_2 Pa,蒸發(fā)速率為0. 6nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚 度控制為70nm，控制波長(zhǎng)560nm，極值過正法控制，工具因子為1. 05，極值停蒸點(diǎn)0. 51 ；
(4)鍍制第2層膜層，Si02膜料放在可旋轉(zhuǎn)電子槍蒸發(fā)源坩堝中，由電子束進(jìn)行蒸鍍， 蒸鍍時(shí)真空度為9 X 10_3 Pa,蒸發(fā)速率為lnm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚 度控制為200nm，控制波長(zhǎng)550nm，工具因子為1. 07，極值停蒸點(diǎn)1. 5 ；
(5)依次重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，鍍制第3 50層膜層，其中奇數(shù)層均為M2膜層，膜 層的光學(xué)厚度均為70nm，偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm，在鍍制過程中 真空室最高溫度為53°C ；
(6)鍍制第51層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為2X10_2 Pa,蒸 發(fā)速率為0. 6nm/s,膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚度控制為272nm，控制波長(zhǎng) 546nm，極值過正法控制，工具因子為1. 05，極值停蒸點(diǎn)2. 2 ；
(7)鍍制第52層膜層，Si02膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為9X10_3Pa，蒸 發(fā)速率為lnm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚度控制為140nm，控制波長(zhǎng) 546nm，極值過正法控制，工具因子為1.07，極值停蒸點(diǎn)1. 1 ；
(8)真空室冷卻至35°C時(shí)，取出鍍制好膜系的光學(xué)零件。在步驟(1)清潔被鍍零件之前，需要做的準(zhǔn)備工作是清潔真空室、鍍膜夾具、蒸 發(fā)源擋板及離子源等，之后將M2和Si02兩種膜料分別裝填至電子槍坩堝內(nèi)，更換石英晶體 片和光控儀比較片，編制并調(diào)試鍍膜程序。實(shí)施例5
一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的制備方法，包括以下步驟
(1)清潔被鍍零件，即用脫脂棉蘸醇醚混合液將樹脂基底光學(xué)零件表面清潔干凈；
(2 )將被鍍零件裝入專用工裝夾具并盡可能快地裝入真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，起動(dòng)鍍 膜程序開始鍍膜，抽真空到真空度1.6X10—3 Pa，啟動(dòng)離子源，對(duì)被鍍零件進(jìn)行離子轟擊，轟 擊時(shí)間為5分鐘，之后關(guān)斷離子源；
(3)鍍制第1層膜層，M2膜料放在可旋轉(zhuǎn)電子槍蒸發(fā)源坩堝中，由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸 鍍時(shí)真空度為1X10—2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 5nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚 度控制為70nm，控制波長(zhǎng)550nm，極值過正法控制，工具因子為1. 05，極值停蒸點(diǎn)0. 53 ；
(4)鍍制第2層膜層，Si02膜料放在可旋轉(zhuǎn)電子槍蒸發(fā)源坩堝中，由電子束進(jìn)行蒸鍍， 蒸鍍時(shí)真空度為2 X 10_2 Pa,蒸發(fā)速率為0. 8nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué) 厚度控制為200nm，控制波長(zhǎng)550nm，工具因子為1. 07，極值停蒸點(diǎn)1. 53 ；
(5)依次重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，鍍制第3 50層膜層，其中奇數(shù)層均為M2膜層，膜 層的光學(xué)厚度均為70nm，偶數(shù)層均為Si02膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm，在鍍制過程中 真空室最高溫度為55°C ；
(6)鍍制第51層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1X 10_2 Pa,蒸 發(fā)速率為0. 5nm/s，膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚度控制為272nm，控制波長(zhǎng) 546nm，極值過正法控制，工具因子為1. 05，極值停蒸點(diǎn)2. 2 ；
(7)鍍制第52層膜層，Si02膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為2X10_2Pa，蒸 發(fā)速率為0. 8nm/s,膜層厚度由光學(xué)膜厚儀控制，膜層的光學(xué)厚度控制為140nm，控制波長(zhǎng) 546nm，極值過正法控制，工具因子為1.07，極值停蒸點(diǎn)1. 1 ；
6(8)真空室冷卻至35°C時(shí)，取出鍍制好膜系的光學(xué)零件。在步驟(1)清潔被鍍零件之前，需要做的準(zhǔn)備工作是清潔真空室、鍍膜夾具、蒸 發(fā)源擋板及離子源等，之后將M2和Si02兩種膜料分別裝填至電子槍坩堝內(nèi)，更換石英晶體 片和光控儀比較片，編制并調(diào)試鍍膜程序。實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5制得的三種樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的膜層各項(xiàng)特性 指標(biāo)均滿足要求，中心波長(zhǎng)544nm處，R > 98% ；反射帶寬度為50nm ；400nm 700nm的其它 波段，Tfflin > 90% ；膜層結(jié)合力及環(huán)境適應(yīng)性均滿足光學(xué)薄膜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1320-88規(guī)定的要 求。
權(quán)利要求
一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜系，其特征在于該膜系由52層膜層組成，膜系的結(jié)構(gòu)為 Sub｜(0.35HL)n1.5H0.75L 其中，Sub為樹脂基底，H為M2膜層，L為SiO2膜層，n為周期數(shù)，取值為25；與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1～50層膜層中，奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為70nm；偶數(shù)層均為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm；第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm；第52層為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。
2.一種采用權(quán)利要求1所述的膜系鍍制成的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片，其特征在于該 濾光片的基底為樹脂基底，其膜系結(jié)構(gòu)為Sub I (0. 35HL)nl. 5H0. 75L 其中，Sub代表樹脂基底，H為M2膜層，L為SiO2膜層，η為周期數(shù)，取值為25 ； 與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1 50層膜層中，奇數(shù)層均為Μ2膜層，膜層的 光學(xué)厚度均為70nm ；偶數(shù)層均為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm ； 第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm ； 第52層為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。
3.—種權(quán)利要求2所述的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的制備方法，其特征在于包括以下 步驟(1)清潔被鍍零件對(duì)樹脂基底光學(xué)零件表面進(jìn)行清潔處理；(2)將被鍍零件放置入真空室內(nèi)，抽真空到真空度高于2X ΙΟ"3 Pa,對(duì)被鍍零件進(jìn)行離 子轟擊，轟擊時(shí)間為5 7分鐘；(3 )鍍制第1層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1 X 10_2 Pa 2 X 10_2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 5nm/s 0. 6nm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為70nm，控制波長(zhǎng)550 560nm ；(4)鍍制第2層膜層，SiO2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為9X10_3 Pa 2X10_2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 8nm/s lnm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為200nm，控制波長(zhǎng)550 560nm ；(5)依次重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，鍍制第3 50層膜層，鍍制過程中真空室溫度不高 于 60°C ；(6)鍍制第51層膜層，M2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為1X ΙΟ"2 Pa 2 X 10_2 Pa,蒸發(fā)速率為0. 5nm/s 0. 6nm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為272nm，控制波長(zhǎng)520 546nm ；(7)鍍制第52層膜層，SiO2膜料由電子束進(jìn)行蒸鍍，蒸鍍時(shí)真空度為9X10_3Pa 2X10—2 Pa，蒸發(fā)速率為0. 8nm/s lnm/s，膜層的光學(xué)厚度控制為140nm，控制波長(zhǎng)520 546nm ；(8)真空室冷卻至40°C以下，取出鍍制好膜系的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樹脂基底窄帶負(fù)濾光片的制備方法，其特征在于步驟(5) 中，在鍍制第3 50層膜層時(shí)，所有奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為70nm ；所有 偶數(shù)層均為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm。全文摘要
本發(fā)明公開了一種樹脂基底窄帶負(fù)濾光膜膜系，該膜系由52層膜層組成，與樹脂基底相鄰的膜層為第1層，在第1～50層膜層中，奇數(shù)層均為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為70nm；偶數(shù)層均為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度均為200nm；第51層為M2膜層，膜層的光學(xué)厚度為272nm；第52層為SiO2膜層，膜層的光學(xué)厚度為140nm。本發(fā)明針對(duì)樹脂材料軟、鋼性差、易變形、膨脹系數(shù)大、與大多數(shù)材料結(jié)合特性差等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了專用于樹脂基底的窄帶負(fù)濾光膜膜系，并通過特定的鍍制方法，鍍制出了牢固度高、光學(xué)特性好的窄帶負(fù)濾光光學(xué)零件。
文檔編號(hào)G02B5/20GK101900848SQ20101023782
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者劉鳳玉 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所