Premazivanje filmom u optičkoj optici
Dec 10, 2018| Filmska obloga u vizualnoj optiki
IKS PVD ， bilo koje pitanje o optičkom premazu, kontaktirajte nas sada, iks.pvd @ foxmail.com
1. film otporan na habanje (tvrdi film)
Bez obzira da li je napravljen od neorganskog materijala ili organskog materijala, u svakodnevnoj upotrebi, trenje prašine ili šljunka (silicijum dioksid) će uzrokovati trošenje objektiva, što će rezultirati ogrebotinama na površini sočiva. U poređenju sa staklenim pločama, organski materijali su manje kruti i verovatnije su da proizvode ogrebotine. Kroz mikroskop, možemo promatrati ogrebotine površine leće uglavnom podijeljene u dvije vrste; Jedan je zbog toga što pijesak proizvodi ogrebotine, plitke i male, nošenje naočala nije lako detektirati; Drugi je ogrebotina napravljena od većih zrna peska, koji su duboki i grubi oko ivica i mogu da utiču na vid u centralnom području.
(1) tehnička karakteristika
1) Prva generacija tehnologije za zaštitu od habanja
Filmovi protiv trošenja su počeli ranih 1970-ih, kada se smatralo da se staklene leće teško tvrdo melju, dok su organske leće bile previše mekane za nošenje. Stoga se kvarcni materijal nanosi na površinu organskog sočiva pod vakuumom, tvoreći vrlo tvrdu anti-habajuću foliju. Međutim, zbog neusklađenosti između koeficijenta toplinskog širenja i materijala podloge, film se lako uklanja i filmski sloj je krhak, tako da učinak protiv trošenja nije idealan.
2) Druga generacija filmske tehnologije
Od 1980-ih, istraživači su otkrili u teoriji da mehanizam habanja nije samo vezan za tvrdoću, već i filmski materijal ima dvostruke karakteristike "tvrdoća / deformacija", tj. Neki materijali imaju veću tvrdoću, ali manju deformaciju, dok neki materijali imaju manju tvrdoću ali veću deformaciju. Druga generacija tehnologije filma protiv habanja je potapanje površine organskog sočiva obloženog visokom tvrdoćom, a ne krhki materijal
3) Treća generacija tehnologije filma protiv habanja
Treća generacija tehnologije za zaštitu od habanja razvijena je nakon devedesetih godina prošlog veka, uglavnom da bi se rešio problem otpornosti na habanje organskih leća obloženih antirefleksivnim filmom. Zbog toga što je tvrdoća organskog supstrata sočiva veoma različita od tvrdoće sloja antirefleksnog filma, nova teorija smatra da između dva sloja mora postojati sloj protiv habanja, tako da leća može igrati ulogu pufera u trenje pijeska i šljunka, a nije lako proizvesti ogrebotine. Tvrdoća treće generacije filmskog sloja protiv habanja je između tvrdoće antirefleksnog filma i baze sočiva, a koeficijent trenja je nizak i nije lako pucati.
4) Četvrta generacija tehnologije zaštite od habanja
Četvrta generacija anti-film tehnologije koristi silicijumske atome. Primjerice, TITUS plus tvrdo piće tvrtke France etv sadrži organsku matricu i neorganske ultra fine čestice koje sadrže silicijske elemente, što čini da anti-wear film ima žilavost i istovremeno poboljšava tvrdoću. Suvremena tehnologija zaštite od trošenja filma je najvažnije koristiti metodu uranjanja, to jest, nakon objektiva kroz višestruko čišćenje, uronjeno u tvrdu tekućinu, određeno vrijeme, uz određenu brzinu. Ova brzina se odnosi na viskoznost tvrdog rastvora i debljinu filma protiv trošenja. Navedite pećnicu oko 100 ° C u polimerizaciji 4-5 sati, debljine nanosa od oko 3 do 5 mikrona.
(2) Metoda ispitivanja
Najosnovniji način da se procijeni i testira otpornost na habanje filma protiv habanja je da se koristi klinički, neka nosilac nosi neko vrijeme, a zatim posmatra i upoređuje trošenje sočiva sa mikroskopom. Naravno, ovo je obično metoda koja se koristi prije nego što se nova tehnologija službeno promovira. Trenutno je brža i intuitivnija metoda testiranja koju obično koristimo:
1) Test brušenja
Stavite sočivo u propagandni materijal koji sadrži šljunak (odredite veličinu zrna i tvrdoću šljunka) i trljajte natrag i naprijed pod određenom kontrolom. Na kraju, difuzna refleksija svetlosti pre i posle trenja sočiva je merena fogometrom i upoređena sa standardnim objektivom.
2) Test čelika s baršunom
Broj puta kada je određeni čelični baršun korišten da se houhoun trlja po površini sočiva pod određenim pritiskom i brzinom. Broj puta kada je houhoun korišten za testiranje difuzne refleksije svjetla prije i poslije trenja objektiva s fogometrom i usporedbom sa standardnim objektivom. Naravno, možemo i ručno utrljati dvije leće s istim tlakom za isti broj puta, a zatim ih posmatrati i uporediti golim okom.
Rezultati ovih dvaju metoda su bliski rezultatima dugotrajnih nošenja naočara.
(3) Ravnoteža između antirefleksnog filma i filma protiv habanja
Sloj antirefleksnog filma na površini sočiva je vrlo tanak neorganski materijal metalnog oksida (debljine manje od 1 mikrona), tvrda i krhka. Kada je obložen na staklenoj leći, filmski sloj je relativno lako proizvesti ogrebotine, jer je podloga filma relativno tvrda i šljunak prelazi preko njega. Međutim, kada je folija za prevlačenje obložena na organskom sočivu, jer je filmska podloga meka, pesak i šljunak prelaze preko filmskog sloja, a filmski sloj je lako proizvesti ogrebotine. Stoga, organsko sočivo mora biti obloženo anti-habajućim filmom prije anti-refleksijskog filma, a tvrdoća dva sloja filma mora odgovarati.
2. Antirefleksni film
(1) Zašto nam je potreban reflektivni film?
1) Spekularna refleksija
Kada svetlost prođe kroz prednju i zadnju površinu sočiva, ona ne samo da se lomi, već i reflektuje. Reflektovana svetlost na prednjoj površini sočiva će navesti druge da gledaju u oči korisnika i vide komad belog svetla na površini. Kada snimate fotografije, ovaj odraz može ozbiljno da utiče na lepotu nosioca.
2) "Duh"
Prema optičkoj teoriji naočala, refraktivna moć sočiva čini posmatrani objekat jasnom slikom na dalekoj tački nosioca. Takođe se može objasniti kako se svetlost posmatranog objekta odbija kroz sočivo i koncentriše se na mrežnjači da bi formirala tačku slike. Međutim, pošto je zakrivljenost prednje i zadnje površine refraktivnog ogledala različita, a postoji i određena količina reflektovane svetlosti, između njih će se generisati unutrašnja reflektovana svetlost. Unutrašnje reflektovano svetlo će proizvesti virtuelnu sliku blizu daleke tačke kazne, odnosno blizu tačke slike mrežnjače. Ove virtualne tačke utiču na jasnoću i udobnost objekta.
3) Glare
Kao i svi optički sistemi, oko nije savršeno, a slika na mrežnjači nije tačka već zamućenje. Dakle, smisao dvije susjedne točke generira dva paralelna više ili manje preklapajućih neizrazitih krugova. Dokle god je rastojanje između dve tačke dovoljno veliko, slika na mrežnjači će proizvesti osetljivost u dve tačke, ali ako su dve tačke preblizu, onda će dva neizrazita kruga imati tendenciju da se podudaraju i zamene za tačku. .
Kontrast se može koristiti kako bi se odrazio ovaj fenomen i izrazio jasnoću vizije. Omjer para mora biti veći od određenog praga (prag detekcije, ekvivalentan 1-2) kako bi se osiguralo da oko prepozna dvije susjedne točke.
Formula za izračun kontrasta je: D = (ab) / (a * b)
Tamo gde je C kontrast, najveća percipirana vrednost dve susedne tačke objekta na retini je a najniža opažena vrednost susednog dela je b. Ako je vrednost kontrasta C veća, što je rezolucija vizuelnog sistema dve tačke veća, to će jasnija biti percepcija. Ako su dvije objektne točke vrlo bliske, a najniža vrijednost njihovih susjednih dijelova je blizu najveće vrijednosti, tada je vrijednost C mala, što ukazuje da vizualni sustav ne osjeća jasno oko dvije točke ili ih ne može jasno razlikovati.
Simulirajmo takav scenario:
Noću, vozač s naočalama mogao je jasno vidjeti dva bicikla kako mu prilaze iz daljine. U ovom trenutku, farovi automobila koji slede njih reflektuju površinu iza vozačevih leća: reflektovano svetlo formira sliku na mrežnici koja povećava intenzitet dve tačke koje se posmatraju (svetla za bicikle). Dakle, ako se dužina a i b povećava, tada se imenitelj (a * b) povećava, a brojač (a -b) ostaje isti, tada se vrijednost C smanjuje. Rezultat ovog smanjenja je suprotno tome da se početna percepcija vozača o postojanju dva biciklista preklapa u jednu sliku, kao da je ugao na kojem se razlikuju iznenada smanjen!
Procenat reflektovane svetlosti u upadnoj svetlosti zavisi od indeksa prelamanja materijala leće, koji se može izračunati po formuli reflektovane svetlosti: R = (n-1) na kvadrat / (n-1) na kvadrat
R: refleksija jedne strane objektiva n: indeks refrakcije materijala leće
Na primjer, indeks refrakcije zajedničke smole je 1.50, a reflektirana svjetlost R = (1.50-1) na kvadrat / (1.50 + 1) na kvadrat = 0.04 = 4%. Objektiv ima dvije površine. Ako je R1 količina prednje površine sočiva i R2 je količina refleksije na zadnjoj površini leće, onda je ukupna količina refleksije sočiva R = R1 + R2. (pri računanju refleksije R2, upadna svjetlost je 100% -r1). Propusnost svjetlosti objektiva jednaka je 100% minus R1 minus R2.
Može se videti da ako objektiv sa visokim indeksom prelamanja nema antirefleksioni film, reflektovana svetlost će doneti jak osećaj nelagodnosti prema nosiocu.
(2) Princip
Antirefleksni film se zasniva na fluktuaciji i interferenciji svetlosti. Ako se dva svjetlosna talasa s istom amplitudom i istom valnom duljinom preklapaju, amplituda svjetlosnog vala će biti pojačana. Ako dva talasa imaju isto poreklo i različitu stazu, ako su superponirani, oni se međusobno poništavaju. Antirefleksioni film je da se koristi ovaj princip, površina objektiva obložena antirefleksnim filmom, tako da film prije i poslije površine reflektira interferenciju svjetlosti, kako bi se pomaknuo reflektirana svjetlost, kako bi se postigao efekt antirefleksije.
1) Uslov amplitude
Indeks prelamanja filmskog materijala mora biti jednak kvadratnom korijenu indeksa prelamanja materijala supstrata sočiva.
2) Fazni uslovi
Za antirefleksne premaze, mnogi proizvođači objektiva koriste visoko osjetljive svjetlosne valove (555nm). Kada je premaz suviše tanak (139nm), reflektovano svetlo je svetlo smeđe ili žute boje. Ako je plava, vjerojatno je previše debela (139nm).
Svrha oblaganja reflektivnog filma je da se smanji refleksija svetlosti, ali je nemoguće postići odsjaj svetlosti. Površina objektiva također uvijek ima boju koja ostaje, ali koja vrsta boje koja ostaje je najbolja, nemaju standard u osnovi, u suštini treba dati prioritet s obzirom da pojedinac trenutno voli boju, više je zelena boja odeljenje.
Takođe možemo uočiti da zakrivljenost rezidualne boje na konveksnoj i konkavnoj površini leće također čini brzinu oblaganja različitom, tako da je središnji dio sočiva zelen, a rubni dio je ljubičasto crvene ili drugih boja.
(3) Antireflektivna tehnologija premaza
Organski premaz leća je teži od staklenih leća. Stakleni materijal koji izdrži visoku temperaturu iznad 300 ° C, a organska sočiva će biti žuta kada je više od 100 ° C, a zatim se brzo razgrađuju.
Može se koristiti za staklene leće minus refleksijski membranski materijal koji se koristi magnezij fluorid (MgF2), ali kao rezultat procesa oblaganja magnezij fluoridom mora biti pod okolinom višom od 200 ° C, inače se ne može pričvrstiti na površinu sočiva, organska sočiva ga ne koriste. Posle devedesetih godina prošlog veka, uz razvoj tehnologije vakuumskog premaza, korišćena je tehnologija bombardovanja jonskim zrakom kako bi se poboljšala kombinacija između sloja filma i sočiva i između slojeva filma. A ekstrahovani materijali oksida visoke čistoće kao što su titanijum oksid i cirkonijum mogu se obložiti na površini smolnog sočiva procesom isparavanja da bi se postigao dobar efekt refleksije.
Slijedi uvođenje tehnologije premazivanja antirefleksnog filma za organsko sočivo.
(1) Priprema prije premazivanja
Leće se moraju prethodno očistiti prije premazivanja, što zahtijeva visok stupanj molekularnog čišćenja. Različite tečnosti za čišćenje se stavljaju u spremnik za čišćenje, a ultrazvučni val se koristi za poboljšanje efekta čišćenja. Kada se objektiv očisti, stavlja se u vakuumsku komoru. U ovom procesu, posebnu pažnju treba posvetiti izbjegavanju prašine i smeća u zraku da se ponovo pridržavaju površine leće. Završno čišćenje se vrši u vakuumskoj komori, pri čemu treba obratiti posebnu pažnju kako bi se izbjeglo da se prašina i smeće u zraku ponovno zalijepe na površinu sočiva. Završno čišćenje se vrši prije oplate u vakuumskoj komori. Ionski pištolj smešten u vakuumskoj komori će bombardovati površinu sočiva (na primer, argonski jon). Nakon procesa čišćenja, anti-refleksioni film će biti obložen.
(2) Vakuumski premaz
Proces vakuumskog isparavanja može osigurati da čisti premaz obložen na površini sočiva, au procesu isparavanja, kemijski sastav materijala za oblaganje može biti strogo kontroliran. Proces vakuumskog isparavanja može precizno kontrolisati debljinu filma i postići preciznost.
(3) Čvrsto od filma
Za objektiv je čvrstoća filmskog sloja veoma važna, što je važan indeks kvaliteta objektiva. Indeks kvaliteta objektiva uključuje anti-wear, anti-culture dvoranu i anti-temperaturne razlike. Dakle, sada postoje mnoge ciljane fizičke i hemijske metode ispitivanja, u simulaciji korisnikovog korištenja ogledala, premazani premazom pokrivni kvalitet testa. Ove metode ispitivanja uključuju: test slane vode, test pare, test deionizirane vode, ispitivanje trenja čelika, ispitivanje otapanja, ispitivanje adhezije, ispitivanje temperature i test vlage.
3. Antifouling film (apikalni film) \ t
(1) Princip
Nakon što je površina objektiva obložena višeslojnim antirefleksijskim filmom, objektiv je posebno sklon mrljama, a mrlje će oštetiti antirefleksijski efekt antirefleksijskog filma. Pod mikroskopom možemo uočiti da je sloj antirefleksnog filma porozan, tako da se ulje posebno lako infiltrira u sloj antirefleksijskog filma. Rješenje je premazivanje anti-uljnog i anti-vodenog filma na sloju antirefleksnog filma, a film mora biti vrlo tanak, tako da ne mijenja optička svojstva antirefleksijskog filma.
(2) Proces
Anti-obraštajni materijali su uglavnom fluoridi, postoje dvije metode prerade, jedna je metoda namakanja, jedna je vakuumska prevlaka, a najčešći je vakuumsko premazivanje. Najčešći metod je vakuumsko premazivanje. Kada se antirefleksioni film završi, fluorid se može staviti na film postupkom isparavanja. Anti-obraštanje film može pokriti porozne anti-refleksijski film sloj, i može smanjiti kontaktnu površinu između vode i ulja i objektiva, tako da ulje i kapljice vode nisu lako zalijepiti na površini leće, tako da se također naziva vodootporan film.
Za organske leće, idealan tretman površinskog sistema treba da bude kompozitni film koji uključuje anti-habajuću foliju, višeslojni antirefleksijski film i anti-obraštajni film. Općenito, anti-wear film premaz je najdeblji, oko 3-5mm, debljina višeslojnog anti-refleksijskog filma je oko 0.3um, gornji sloj anti-obraštajnog voska je najtanji, oko 0.005-0.01mm. Uzmimo dijamantski kristal (crizal) kompanije France etv kao primjer, kompozitni film je prvo obložen silikonskim filmom otpornim na habanje na podlozi leće. Zatim, IPC tehnologija je korištena za prethodno čišćenje antirefleksijskog filma prije nanošenja ionskog bombardovanja. Nakon čišćenja, cirkonij (ZrO2) visoke čvrstoće i drugi materijali korišteni su za vakuumiranje višeslojnog antirefleksijskog filma. Konačno, gornji film sa 110 kontaktnih uglova je obložen. To pokazuje da je tehnologija površinske obrade organskih sočiva dostigla novu visinu.