減反射膜技術(shù)知識介紹

　　一、為什么需要鍍減反射膜?

　　1.鏡面反射

　　光線通過鏡片的前后表面時，不但會產(chǎn)生折射，還會產(chǎn)生反射。這種在鏡片前表面產(chǎn)生的反射光會使別人看戴鏡者眼睛時，看到的卻是鏡片表面一片白光。拍照時，這種反光還會嚴(yán)重影響戴鏡者的美觀。

　　2."鬼影"

　　眼鏡光學(xué)理論認(rèn)為眼鏡片屈光力會使所視物體在戴鏡者的遠(yuǎn)點形成一個清晰的像，也可以解釋為所視物的光線通過鏡片發(fā)生偏折并聚集于視網(wǎng)膜上，形成像點。但是由于屈光鏡片的前后表面的曲率不同，并且存在一定量的反射光，它們之間會產(chǎn)生內(nèi)反射光。內(nèi)反射光會在遠(yuǎn)點球面附近產(chǎn)生虛像，也就是在視網(wǎng)膜的像點附近產(chǎn)生虛像點。這些虛像點會影響視物的清晰度和舒適性。

　　3.眩光

　　象所有光學(xué)系統(tǒng)一樣，眼睛并不完美，在視網(wǎng)膜上所成的像不是一個點，而是一個模糊圈。因此，二個相鄰點的感覺是由二個并列的或多或少重疊的模糊圈產(chǎn)生的。只要二點之間的距離足夠大，在視網(wǎng)膜上的成像就會產(chǎn)生二點的感覺，但是如果二點太接近，那么二個模糊圈會趨向與重合，被誤認(rèn)為是一個點。

　　對比度可以用來反映這種現(xiàn)象，表達(dá)視力的清晰度。對比值必須大于某一確定值(察覺閾，相當(dāng)于1-2)才能夠確保眼睛辨別二個鄰近點。

　　對比度的計算公式為：d=(a-b)/(a+b)

　　其中c為對比度，二個相鄰物點在視網(wǎng)膜上所成像的感覺最高值為a,相鄰部份的最低值為b。如果對比度c值越高，說明視覺系統(tǒng)對該二點的分辨率越高，感覺越清晰;如果二個物點非常接近，它們的相鄰部分的最低值比較接近于最高值，則c值低，說明視覺系統(tǒng)對該二點感到不清晰，或不能清晰分辨。

　　讓我們來模擬這樣一個場景產(chǎn)：夜晚，一位戴眼鏡的駕車者清晰地看見對面遠(yuǎn)處有二輛自行車正沖著他的車騎過來。此時，尾隨其后的汽車的前燈在駕車者鏡片后表面上產(chǎn)生反射：該反射光在視網(wǎng)膜上形成的像增加了二個被觀察點的強(qiáng)度(自行車車燈)。所以，a段和b段的長度增加，即然分母(a+b)增加，而分子(a-b)保持不變，于是就引起了c值的減少。對比減小的結(jié)果會令駕駛員最初產(chǎn)生的存在二個騎車人的感覺重合成為單一的像，就好比區(qū)分它們的角度被突然減小!

　　4.透過量

　　反射光占入射光的百分比取決于鏡片材料的折射率，可通過反射量的公式進(jìn)行計算。

　　反射量公式：r=(n-1)平方/(n+1)平方

　　r：鏡片的單面反射量　　n：鏡片材料的折射率

　　例如普通樹脂材料的折射率為1.50，反射光r=(1.50-1)平方/(1.50+1)平方=0.04=4%。

　　鏡片有兩個表面，如果r1為鏡片前表面的量，r2為鏡片后表面的反射量，則鏡片的總反射量r=r1+r2。(計算r2的反射量時，入射光為100%-r1)。鏡片的透光量t=100%-r1-r2。

　　由此可見，高折射率的鏡片如果沒有減反射膜，反射光會對戴鏡者帶來的不適感比較強(qiáng)烈。

　　二、原理

　　減反射膜是以光的波動性和干涉現(xiàn)象為基礎(chǔ)的。二個振幅相同，波長相同的光波疊加，那么光波的振幅增強(qiáng);如果二個光波原由相同，波程相差，如果這二個光波疊加，那么互相抵消了。減反射膜就是利用了這個原理，在鏡片的表面鍍上減反射膜，使得膜層前后表面產(chǎn)生的反射光互相干擾，從而抵消了反射光，達(dá)到減反射的效果。

　　1.振幅條件

　　膜層材料的折射率必須等于鏡片片基材料折射率的平方根。

　　2.位相條件

　　膜層厚度應(yīng)為基準(zhǔn)光的1/4波長。d=λ/4　λ=555nm時，d=555/4=139nm

　　對于減反射膜層，許多眼鏡片生產(chǎn)商采用人眼敏感度較高的光波(波長為555nm)。當(dāng)鍍膜的厚度過薄(〈139nm),反射光會顯出淺棕黃色，如果呈藍(lán)色則表示鍍膜的厚度過厚( 〉139nm)。

　　鍍膜反射膜層的目的是要減少光線的反射，但并不可能做到?jīng)]有反射光線。鏡片的表面也總會有殘留的顏色，但殘留顏色哪種是最好的，其實并沒有標(biāo)準(zhǔn)，目前主要是以個人對顏色的喜好為主，較多為綠色 色系。

　　我們也會發(fā)現(xiàn)殘留顏色在鏡片凸面與凹面的曲率不同也使鍍膜的速度不同，因此在鏡片中央部分呈綠色，而在邊緣部分則為淡紫紅色或其它顏色。

　　3.鍍減反射膜技術(shù)

　　有機(jī)鏡片鍍膜的難度要比玻璃鏡片高。玻璃材料能夠承受300 °c以上的高溫，而有機(jī)鏡片在超過100 °c時便會發(fā)黃，隨后很快分解。

　　可以用于玻璃鏡片的減反射膜材料通常采用氟化鎂(mgf2)，但由于氟化鎂的鍍膜工藝必須在高于200°c的環(huán)境下進(jìn)行，否則不能附著于鏡片的表面，所以有機(jī)鏡片并不采用它。

　　20世紀(jì)90年代以后，隨著真空鍍膜技術(shù)的發(fā)展，利用離子束轟擊技術(shù)，使得膜層與鏡片的結(jié)合，膜層間的結(jié)合得到了改良。而且提煉出的象氧化鈦，氧化鋯等高純度金屬氧化物材料可以通過蒸發(fā)工藝鍍于樹脂鏡片的表面，達(dá)到良好的減反射效果。

　　以下對有機(jī)鏡片的減反射膜鍍膜技術(shù)作一介紹。

　　1.鍍膜前的準(zhǔn)備

　　鏡片在接受鍍膜前必須進(jìn)行預(yù)清洗，這種清洗要求很高，達(dá)到分子級。在清洗槽中分別放置各種清洗液，并采用超聲波加強(qiáng)清洗效果，當(dāng)鏡片清洗完后，放進(jìn)真空艙內(nèi)，在此過程中要特別注意避免空氣中的灰塵和垃圾再黏附在鏡片表面。最后的清洗是在真空艙內(nèi)，在此過程中要特別注意避免空氣中的灰塵和垃圾再黏附在鏡片表面。最后的清洗是在真空艙內(nèi)鍍前進(jìn)行的，放置在真空艙內(nèi)的離子槍將轟擊鏡片的表面(例如用氬離子)，完成此道清洗工序后即進(jìn)行減反射膜的鍍膜。

　　2.真空鍍膜

　　真空蒸發(fā)工藝能夠保證將純質(zhì)的鍍膜材料鍍于鏡片的表面，同時在蒸發(fā)過程中，對鍍膜材料的化學(xué)成分能嚴(yán)密控制。真空蒸發(fā)工藝能夠?qū)τ谀拥暮穸染_控制，精度達(dá)到。

　　3.膜層牢固性

　　對眼鏡片而言，膜層的牢固性是至關(guān)重要的，是鏡片重要的質(zhì)量指標(biāo)。鏡片的質(zhì)量指標(biāo)包括鏡片抗磨損、抗文化館、抗溫差等。因此現(xiàn)在有了許多針對性的物理化學(xué)測試方法，在模擬戴鏡者的使用條件下，對鍍膜鏡片進(jìn)行膜層牢度質(zhì)量的測試。這些測試方法包括：鹽水試驗、蒸汽試驗、去離子水試驗、鋼絲絨磨擦試驗、溶解試驗、黏著試驗、溫差試驗和潮濕度試驗等等。