光學鍍膜作用

　　光學鏡片鍍膜

　　一、 耐磨損膜（硬膜）

　　無論是無機資料還是有機資料制成的眼鏡片，在日常的運用中，因為與塵埃或砂礫（氧化硅）的摩擦都會形成鏡片磨損，在鏡片外表發作劃痕。與玻璃片比較，

　　有機資料制成的硬性度比較低，更易發作劃痕。經過顯微鏡，咱們可以調查到鏡片外表的劃痕首要分為二種，一是因為砂礫發作的劃痕，淺而細小，戴鏡者不簡單察覺；另一種是由較大砂礫發作的劃痕，深且周邊粗糙，處于中心區域則會影響視力。

　　（1）技能特征

　　1）第一代抗磨損膜技能

　　抗磨損膜始于20世紀70年代初，其時以為玻璃鏡片不易磨制是因為其硬度高，而有機鏡片則太軟所以簡單磨損。因而將石英資料于真空條件下鍍在有機鏡片外表，形成一層十分硬的抗磨損膜，但因為其熱脹系數與片基資料的不匹配，很簡單脫膜和膜層脆裂，因而抗磨損作用不抱負。

　　2）第二代抗磨損膜技能

　　20世紀80年代今后，研究人員從理論上發現磨損發作的機理不僅僅與硬度相關，膜層資料具有“硬度/形變”的兩層特性，即有些資料的硬度較高，但變形較小，而有些資料硬度較低，但變形較大。第二代的抗磨損膜技能就是經過浸泡工藝法在有機鏡片的外表鍍上一種硬度高且不易脆裂的資料。

　　3）第三代抗磨損膜技能

　　第三代的抗磨損膜技能是20世紀90年代今后開展起來的，首要是為了處理有機鏡片鍍上減反射膜層后的耐磨性問題。因為有機鏡片片基的硬度和減反射膜層的硬度有很大的不同，新的理論以為在兩者之間需要有一層抗磨損膜層，使鏡片在受到砂礫磨擦時能起緩沖作用，并而不簡單發作劃痕。第三代抗磨損膜層資料的硬度介于減反射膜和鏡片片基的硬度之間，其磨擦系數低且不易脆裂。

　　4）第四代抗磨損膜技能

　　第四代的抗膜技能是選用了硅原子，例如法國依視路公司的帝鍍斯（TITUS）加硬液中既含有有機基質，又含有包含硅元素的無機超微粒物，使抗磨損膜具有韌性的一起又提高了硬度。現代的鍍抗磨損膜技能最首要的是選用浸泡法，即鏡片經過多道清洗后，浸入加硬液中，必定時間后，以必定的速度提起。這一速度與加硬液的黏度有關，并對抗磨損膜層的厚度起決定作用。提起后在100 °C左右的烘箱中聚合4－5小時，鍍層厚約3－5微米。

　　（2）測驗辦法

　　判斷和測驗抗磨損膜耐磨性的最根本的辦法是臨床運用，讓戴鏡者配戴一段時間，然后用顯微鏡調查并比鏡片的磨損狀況。當然，這一般是在這一新技能正式推行前所選用的辦法，現在咱們常用的較敏捷、直觀的測驗辦法是：

　　1）磨砂實驗

　　將鏡片置于盛有砂礫的宣傳品內（規則了砂礫的粒度和硬度)，在必定的操控下作來回磨擦。結束后用霧度計測驗鏡片磨擦前后的光線漫反射量，而且與規范鏡片作比較。

　　2）鋼絲絨實驗

　　用一種規則的鋼絲絨，在必定的壓力和速度下，在鏡片外表上磨擦一琿的次數，然后用霧度計測驗鏡片磨擦前后的光線漫反射量，而且與規范鏡片作比較。當然，咱們也可以手工操作，對二片鏡片用相同的壓力磨擦相同的次數，然后用肉眼調查和比較。

　　上述兩種測驗辦法的成果與戴鏡者長時間配戴的臨床成果比較接近。

　　3）減反射膜和抗磨損膜的聯系

　　鏡片外表的減反射膜層是一種十分薄的無機金屬氧化物資料（厚度低于1微米），硬且脆。當鍍于玻璃鏡片上時，因為片基比較硬，砂礫在其上面劃過，膜層相對不簡單發作劃痕；可是減反射膜鍍于有機鏡片上時，因為片基較軟，砂礫在膜層上劃過，膜層很簡單發作劃痕。

　　因而有機鏡片在鍍減反射膜前必需要鍍抗磨損膜，而且兩種膜層的硬度有必要相匹配。

　　二、 減反射膜

　　（1）為什么需要鍍減反射膜？

　　1）鏡面反射

　　光線經過鏡片的前后外表時，不但會發作折射，還會發作反射。這種在鏡片前外表發作的反射光會使別人看戴鏡者眼睛時，看到的卻是鏡片外表一片白光。拍照時，這種反光還會嚴重影響戴鏡者的美觀。

　　2）"鬼影"

　　眼鏡光學理論以為眼鏡片屈光力會使所視物體在戴鏡者的遠點形成一個明晰的像，也可以解釋為所視物的光線經過鏡片發作偏折并集合于視網膜上，形成像點。可是因為屈光鏡片的前后外表的曲率不同，而且存在必定量的反射光，它們之間會發作內反射光。內反射光會在遠點球面附近發作虛像，也就是在視網膜的像點附近發作虛像點。這些虛像點會影響視物的明晰度和舒適性。

　　3）眩光

　　象一切光學體系相同，眼睛并不完美，在視網膜上所成的像不是一個點，而是一個含糊圈。因而，二個相鄰點的感覺是由二個并排的或多或少重疊的含糊圈發作的。只要二點之間的距離足夠大，在視網膜上的成像就會發作二點的感覺，可是如果二點太接近，那么二個含糊圈會趨向與重合，被誤以為是一個點。

　　對比度可以用來反映這種現象，表達視力的明晰度。對比值有必要大于某一確定值（察覺閾，相當于1－2）才可以保證眼睛區別二個附近點。

　　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，闡明視覺體系對該二點的分辨率越高，感覺越明晰；如果二個物點十分接近，它們的相鄰部分的最低值比較接近于最高值，則C值低，闡明視覺體系對該二點感到不明晰，或不能明晰分辨。

　　讓咱們來模擬這樣一個場景產：夜晚，一位戴眼鏡的駕車者明晰地看見對面遠處有二輛自行車正沖著他的車騎過來。此刻，跟隨這今后的轎車的前燈在駕車者鏡片后外表上發作反射：該反射光在視網膜上形成的像添加了二個被調查點的強度（自行車車燈）。所以，a段和b段的長度添加，即然分母(a b)添加，而分子（a-b)堅持不變，于是就引起了C值的削減。對比減小的成果會令駕駛員開始發作的存在二個騎車人的感覺重合成為單一的像，就好比區別它們的視點被突然減小！

　　4）透過量

　　反射光占入射光的百分比取決于鏡片資料的折射率，可經過反射量的公式進行計算。

　　反射量公式：R＝（n-1)平方/(n 1)平方

　　R：鏡片的單面反射量 n：鏡片資料的折射率

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

　　鏡片有兩個外表，如果R1為鏡片前外表的量，R2為鏡片后外表的反射量，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烈。

　　（2）原理

　　減反射膜是以光的波動性和干涉現象為根底的。二個振幅相同，波長相同的光波疊加，那么光波的振幅增強；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。減反射膜就是運用了這個原理，在鏡片的外表鍍上減反射膜，使得膜層前后外表發作的反射光互相攪擾，然后抵消了反射光，達到減反射的作用。

　　1）振幅條件

　　膜層資料的折射率有必要等于鏡片片基資料折射率的平方根。

　　2）位相條件

　　膜層厚度應為基準光的1/4波長。d=λ/4 λ=555nm時，d=555/4=139nm

　　關于減反射膜層，許多眼鏡片生產商選用人眼敏感度較高的光波（波長為555nm)。當鍍膜的厚度過薄（〈139nm),反射光會顯出淺棕黃色，如果呈藍色則表明鍍膜的厚度過厚（ 〉139nm）。

　　鍍膜反射膜層的意圖是要削減光線的反射，但并不或許做到沒有反射光線。鏡片的外表也總會有殘留的色彩，但殘留色彩哪種是最好的，其實并沒有規范，現在首要是以個人對色彩的喜好為主，較多為綠色色系。

　　咱們也會發現殘留色彩在鏡片凸面與凹面的曲率不同也使鍍膜的速度不同，因而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色彩。

　　3）鍍減反射膜技能

　　有機鏡片鍍膜的難度要比玻璃鏡片高。玻璃資料可以承受300 °C以上的高溫，而有機鏡片在超越100 °C時便會發黃，隨后很快分化。

　　可以用于玻璃鏡片的減反射膜資料一般選用氟化鎂（MgF2），但因為氟化鎂的鍍膜工藝有必要在高于200°C的環境下進行，否則不能附著于鏡片的外表，所以有機鏡片并不選用它。

　　20世紀90年代今后，隨著真空鍍膜技能的開展，運用離子束炮擊技能，使得膜層與鏡片的結合，膜層間的結合得到了改進。而且提煉出的象氧化鈦，氧化鋯等高純度金屬氧化物資料可以經過蒸騰工藝鍍于樹脂鏡片的外表，達到杰出的減反射作用。

　　以下對有機鏡片的減反射膜鍍膜技能作一介紹。

　　1）鍍膜前的預備

　　鏡片在承受鍍膜前有必要進行預清洗，這種清洗要求很高，達到分子級。在清洗槽中別離放置各種清洗液，并選用超聲波加強清洗作用，當鏡片清洗完后，放進真空艙內，在此過程中要特別注意避免空氣中的塵埃和廢物再黏附在鏡片外表。最終的清洗是在真空艙內，在此過程中要特別注意避免空氣中的塵埃和廢物再黏附在鏡片外表。最終的清洗是在真空艙內鍍前進行的，放置在真空艙內的離子槍將炮擊鏡片的外表（例如用氬離子），完成此道清洗工序后即進行減反射膜的鍍膜。

　　2）真空鍍膜

　　真空蒸騰工藝可以保證將純質的鍍膜資料鍍于鏡片的外表，一起在蒸騰過程中，對鍍膜資料的化學成分能嚴密操控。真空蒸騰工藝可以關于膜層的厚度準確操控，精度達到。

　　3）膜層結實性

　　對眼鏡片而言，膜層的結實性是至關重要的，是鏡片重要的質量指標。鏡片的質量指標包含鏡片抗磨損、抗文化館、抗溫差等。因而現在有了許多針對性的物理化學測驗辦法，在模擬戴鏡者的運用條件下，對鍍膜鏡片進行膜層牢度質量的測驗。這些測驗辦法包含：鹽水實驗、蒸汽實驗、去離子水實驗、鋼絲絨磨擦實驗、溶解實驗、黏著實驗、溫差實驗和潮濕度實驗等等。

　　三、 抗污膜（頂膜）

　　（1）原理

　　鏡片外表鍍有多層減反射膜后，鏡片特別簡單發作污漬，而污漬會損壞減反射膜的減反射作用。在顯微鏡下，咱們可以發現減反射膜層呈孔狀結構，所以油污特別簡單滋潤至減反射膜層。處理的辦法是在減反射膜層上再鍍一層具有抗油污和抗水性能的頂膜，而且這層膜有必要十分薄，以使其不會改變減反射膜的光學性能。

　　（2）工藝

　　抗污膜的資料以氟化物為主，有二種加工辦法，一種是浸泡法，一種是真空鍍膜，而最常見的辦法是真空鍍膜。而最常用的辦法是真空鍍膜。當減反射膜層完成后，可運用蒸騰工藝將氟化物鍍于反射膜上。抗污膜可將多孔的減反射膜層掩蓋起來，而且可以將水和油與鏡片的觸摸面積削減，使油和水滴不易粘附于鏡片外表，因而也稱為防水膜。

　　關于有機鏡片而言，抱負的外表體系處理應該是包含抗磨損膜、多層減反射膜和頂膜抗污膜的復合膜。一般抗磨損膜鍍層最厚，約為3－5mm，多層減反射膜的厚度約為0.3um，頂層抗污臘鍍最薄，約為0.005－0.01mm。以法國依視路公司的鉆晶（crizal)，復合膜為例，在鏡片的片基上首要鍍上具有有機硅的耐磨損膜；然后選用IPC的技能，用離子炮擊進行鍍減反射膜前的預清洗；清洗后選用高硬度的二氧化鋯（ZrO2)等資料進行多層減反射膜層的真空鍍制；最終再鍍上具有110的觸摸視點的頂膜。鉆晶復合膜技能的研制成功表明晰有機鏡片的外表處理技能達到了一個新的高度。