塑料光学元件镀膜应用
目前,业界正在开发并商用适用于数码相机、条形码扫描器、光纤传感器与通信网络以及生物计量安全系统等领域的光学镀膜。随着市场对低成本、高性能的塑料光学元件的青睐与日俱增,一些新的镀膜技术已经涌现出来以满足新的应用需求。
与玻璃光学元件相比,塑料光学元件的重量要轻2~5倍,这使得它们更加适用于夜视头盔、现场便携式成像应用以及重复使用或一次性医疗器械(如腹腔镜)等领域。此外,由于塑料光学元件可以根据安装需要模塑成型,因此能大幅减少装配步骤,降低制造成本。
塑料光学元件可用于大部分可见光应用中。对于其他近紫外和近红外应用,丙烯酸(卓越的透明度)、聚碳酸酯(最佳的冲击强度)和环烯烃(高耐热性和耐用性,较低的水吸收)等常用材料的传输波长范围为380~100nm)。在塑料光学元件表面增加镀膜,是为了提升其传输或反射性能,增加耐用性。厚层镀膜(厚度通常约1μm或更厚)主要起到保护层的作用,同时也能为随后的薄层镀膜改善附着性和牢固性。薄层镀膜包括二氧化硅(SiO2)、氧化钽、氧化钛、氧化铝、氧化铌以及铪氧化物(SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Nb3O5和HfO2);典型的金属镜面镀膜有铝(Al)、银(Ag)和金(Au)。氟化物或氮化物则很少用于镀膜,因为要获得好的镀膜质量,需要较高的热量,这与塑料元件镀膜所需要的低热量沉积条件不符。
当重量、成本和易于组装性是使用一个光学元件的主要考虑因素时,塑料光学元件通常是最佳选择。
为一种专用扫描仪定制的反射光学元件,由球形元件和非球形元件构成的阵列组成(有镀铝膜和未镀膜的)。
镀膜塑料光学元件的另一个常见的应用领域是眼镜。目前,眼镜片上的防反射(AR)镀膜已经非常普遍,超过95%的眼镜都使用塑料镜片。
塑料光学元件的另一个应用领域是飞行硬件。例如,在抬头显示器(HUD)应用中,元件的重量是一个重要的考虑因素。塑料光学元件是HUD应用的理想选择。像许多其他复杂的光学系统一样,在HUD中为了避免杂散发射引起的散射光,因此需要镀上防反射膜。虽然也可以镀上高反射的金属膜和多层氧化物增强膜,但是依然需要业界继续开发新技术,以支持塑料光学元件迈入更多的新兴应用领域。
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