减反膜产品概述

第一节 产品定义及应用特点

一、产品定义

减反膜又称增透膜，它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π,即振动方向相反，叠加的结果使光学表面对该波长的反射光减少。适当选择膜层折射率，这时光学表面的反射光可以完全消除。

一般情况下，采用单层增透膜很难达到理想的增透效果,为了在单波长实现零反射,或在较宽的光谱区达到好的增透效果，往往采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。

二、应用特点

减反膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新材料，设计新膜系,改进淀积工艺,使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽可能高的成品率，达到最理想的效果。对激光薄膜来说，减反膜是激光损伤的薄弱环节，如何提高它的破坏强度，也是人们最关心的问题之一。

第二节 减反膜行业发展历程

采用电子束蒸镀法镀制的近红外波段的五层减反膜。其工艺参数是：本底真空为1×10-5mbar，基片温度控制在120±10℃，高折射率材料为按比例组合的ZrTiO4和ZrO2混合物，折射率为1.92，低折射率材料为MgF2，此膜系在1200-2000nm波段的透射率大于99.0%。为了进一步提高减反膜的质量，镀制中常采用离子辅助技术，在聚碳酸酯基片上镀制的SiO2和TiO2多层减反膜。其工艺参数是：本底真空为2×10-5Torr，工作气压为1×10-4Torr，氩离子和氧气的速率分别为3和12sccm，离子束流的密度固定在14.4μA/cm2，氩离子的个数为1×1015-5×1016个/cm2，温度为室温。所镀制的减反膜在可见光范围内具有很好的减反射效果，总反射率小于1％。由于蒸镀法的工艺条件较多，为了获得不同材料和不同性能的减反膜，有时需采用特殊的蒸发技术，如反应蒸镀法和分子束外延法等。

溅射镀也是减反膜工艺的一个发展方向。其中应用最多的是磁控溅射，该法常与直流、射频溅射结合使用。如采用射频磁控溅射方法镀制的激光器减反膜。高折射率材料为β-FeSi2，低折射率材料为掺杂铝氧化锌(AZO)，本底真空低于1×10-5Pa，溅射源气体为氩气，工作压强控制在1.0Pa，基片与靶材的距离固定在60mm，中心波长为1550nm，整个膜系的反射率低于2%。

溶胶-凝胶法是80年代发展起来的一种减反膜镀膜新工艺。如采用TiO2和SiO2在大面积塑料面板上镀制的可用于显示器的减反膜。TiO2溶胶中含钛醇盐1mole，乙醇80-120 mol，去离子水2-5mole，酸性催化剂0.05-0.5mole；SiO2溶胶中含硅醇盐1mole，乙醇70-90mole，去离子水2-6mole，酸性催化剂0.1-0.3mole。采用浸沾法镀膜，速率为0.1-2.0cm/s。淀积后的薄膜在清洁的环境中干燥，温度控制在80-120℃。低折射率层的厚度为42.5±0.66nm，折射率为1.428±0.002，高折射率层的厚度为32.53±1.21nm，折射率为1.965±0.005。镀制的减反膜在400～700nm处，整体反射率低于0.1%。

以上方法在现代减反膜镀制过程中应用较多，由于实际的需要，出现了一些新的工艺，如逐层自动装配淀积法(lay-by-lay self-assembly)、角度依赖浸泡法(angle-dependent dip) 、PECVD、PICVD等。

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