光學(xué)鍍膜作用

　　光學(xué)鏡片鍍膜

　　一、 耐磨損膜（硬膜）

　　無(wú)論是無(wú)機(jī)資料還是有機(jī)資料制成的眼鏡片，在日常的運(yùn)用中，因?yàn)榕c塵埃或砂礫（氧化硅）的摩擦都會(huì)形成鏡片磨損，在鏡片外表發(fā)作劃痕。與玻璃片比較，

　　有機(jī)資料制成的硬性度比較低，更易發(fā)作劃痕。經(jīng)過(guò)顯微鏡，咱們可以調(diào)查到鏡片外表的劃痕首要分為二種，一是因?yàn)樯暗[發(fā)作的劃痕，淺而細(xì)小，戴鏡者不簡(jiǎn)單察覺(jué)；另一種是由較大砂礫發(fā)作的劃痕，深且周邊粗糙，處于中心區(qū)域則會(huì)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(jì)70年代初，其時(shí)以為玻璃鏡片不易磨制是因?yàn)槠溆捕雀?，而有機(jī)鏡片則太軟所以簡(jiǎn)單磨損。因而將石英資料于真空條件下鍍?cè)谟袡C(jī)鏡片外表，形成一層十分硬的抗磨損膜，但因?yàn)槠錈崦浵禂?shù)與片基資料的不匹配，很簡(jiǎn)單脫膜和膜層脆裂，因而抗磨損作用不抱負(fù)。

　　2）第二代抗磨損膜技能

　　20世紀(jì)80年代今后，研究人員從理論上發(fā)現(xiàn)磨損發(fā)作的機(jī)理不僅僅與硬度相關(guān)，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(jīng)過(guò)浸泡工藝法在有機(jī)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(jì)90年代今后開(kāi)展起來(lái)的，首要是為了處理有機(jī)鏡片鍍上減反射膜層后的耐磨性問(wèn)題。因?yàn)橛袡C(jī)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?xí)r能起緩沖作用，并而不簡(jiǎn)單發(fā)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(shù)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(guó)依視路公司的帝鍍斯（TITUS）加硬液中既含有有機(jī)基質(zhì)，又含有包含硅元素的無(wú)機(jī)超微粒物，使抗磨損膜具有韌性的一起又提高了硬度?，F(xiàn)代的鍍抗磨損膜技能最首要的是選用浸泡法，即鏡片經(jīng)過(guò)多道清洗后，浸入加硬液中，必定時(shí)間后，以必定的速度提起。這一速度與加硬液的黏度有關(guān)，并對(duì)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(shí)，鍍層厚約3－5微米。

　?。?）測(cè)驗(yàn)辦法

　　判斷和測(cè)驗(yàn)抗磨損膜耐磨性的最根本的辦法是臨床運(yùn)用，讓戴鏡者配戴一段時(shí)間，然后用顯微鏡調(diào)查并比鏡片的磨損狀況。當(dāng)然，這一般是在這一新技能正式推行前所選用的辦法，現(xiàn)在咱們常用的較敏捷、直觀的測(cè)驗(yàn)辦法是：

　　1）磨砂實(shí)驗(yàn)

　　將鏡片置于盛有砂礫的宣傳品內(nèi)（規(guī)則了砂礫的粒度和硬度)，在必定的操控下作來(lái)回磨擦。結(jié)束后用霧度計(jì)測(cè)驗(yàn)鏡片磨擦前后的光線漫反射量，而且與規(guī)范鏡片作比較。

　　2）鋼絲絨實(shí)驗(yàn)

　　用一種規(guī)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(shù)，然后用霧度計(jì)測(cè)驗(yàn)鏡片磨擦前后的光線漫反射量，而且與規(guī)范鏡片作比較。當(dāng)然，咱們也可以手工操作，對(duì)二片鏡片用相同的壓力磨擦相同的次數(shù)，然后用肉眼調(diào)查和比較。

　　上述兩種測(cè)驗(yàn)辦法的成果與戴鏡者長(zhǎng)時(shí)間配戴的臨床成果比較接近。

　　3）減反射膜和抗磨損膜的聯(lián)系

　　鏡片外表的減反射膜層是一種十分薄的無(wú)機(jī)金屬氧化物資料（厚度低于1微米），硬且脆。當(dāng)鍍于玻璃鏡片上時(shí)，因?yàn)槠容^硬，砂礫在其上面劃過(guò)，膜層相對(duì)不簡(jiǎn)單發(fā)作劃痕；可是減反射膜鍍于有機(jī)鏡片上時(shí)，因?yàn)槠^軟，砂礫在膜層上劃過(guò)，膜層很簡(jiǎn)單發(fā)作劃痕。

　　因而有機(jī)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

　?。?）為什么需要鍍減反射膜？

　　1）鏡面反射

　　光線經(jīng)過(guò)鏡片的前后外表時(shí)，不但會(huì)發(fā)作折射，還會(huì)發(fā)作反射。這種在鏡片前外表發(fā)作的反射光會(huì)使別人看戴鏡者眼睛時(shí)，看到的卻是鏡片外表一片白光。拍照時(shí)，這種反光還會(huì)嚴(yán)重影響戴鏡者的美觀。

　　2）"鬼影"

　　眼鏡光學(xué)理論以為眼鏡片屈光力會(huì)使所視物體在戴鏡者的遠(yuǎn)點(diǎn)形成一個(gè)明晰的像，也可以解釋為所視物的光線經(jīng)過(guò)鏡片發(fā)作偏折并集合于視網(wǎng)膜上，形成像點(diǎn)?？墒且?yàn)榍忡R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(huì)發(fā)作內(nèi)反射光。內(nèi)反射光會(huì)在遠(yuǎn)點(diǎn)球面附近發(fā)作虛像，也就是在視網(wǎng)膜的像點(diǎn)附近發(fā)作虛像點(diǎn)。這些虛像點(diǎn)會(huì)影響視物的明晰度和舒適性。

　　3）眩光

　　象一切光學(xué)體系相同，眼睛并不完美，在視網(wǎng)膜上所成的像不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)含糊圈。因而，二個(gè)相鄰點(diǎn)的感覺(jué)是由二個(gè)并排的或多或少重疊的含糊圈發(fā)作的。只要二點(diǎn)之間的距離足夠大，在視網(wǎng)膜上的成像就會(huì)發(fā)作二點(diǎn)的感覺(jué)，可是如果二點(diǎn)太接近，那么二個(gè)含糊圈會(huì)趨向與重合，被誤以為是一個(gè)點(diǎn)。

　　對(duì)比度可以用來(lái)反映這種現(xiàn)象，表達(dá)視力的明晰度。對(duì)比值有必要大于某一確定值（察覺(jué)閾，相當(dāng)于1－2）才可以保證眼睛區(qū)別二個(gè)附近點(diǎn)。

　　對(duì)比度的計(jì)算公式為：D＝（a-b)/(a b)

　　其中C為對(duì)比度，二個(gè)相鄰物點(diǎn)在視網(wǎng)膜上所成像的感覺(jué)最高值為a,相鄰部份的最低值為b。如果對(duì)比度C值越高，闡明視覺(jué)體系對(duì)該二點(diǎn)的分辨率越高，感覺(jué)越明晰；如果二個(gè)物點(diǎn)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(jué)體系對(duì)該二點(diǎn)感到不明晰，或不能明晰分辨。

　　讓咱們來(lái)模擬這樣一個(gè)場(chǎng)景產(chǎn)：夜晚，一位戴眼鏡的駕車者明晰地看見(jiàn)對(duì)面遠(yuǎn)處有二輛自行車正沖著他的車騎過(guò)來(lái)。此刻，跟隨這今后的轎車的前燈在駕車者鏡片后外表上發(fā)作反射：該反射光在視網(wǎng)膜上形成的像添加了二個(gè)被調(diào)查點(diǎn)的強(qiáng)度（自行車車燈）。所以，a段和b段的長(zhǎng)度添加，即然分母(a b)添加，而分子（a-b)堅(jiān)持不變，于是就引起了C值的削減。對(duì)比減小的成果會(huì)令駕駛員開(kāi)始發(fā)作的存在二個(gè)騎車人的感覺(jué)重合成為單一的像，就好比區(qū)別它們的視點(diǎn)被突然減?。?/span>

　　4）透過(guò)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(jīng)過(guò)反射量的公式進(jìn)行計(jì)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(shù)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(gè)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(jì)算R2的反射量時(shí)，入射光為100%－R1）。鏡片的透光量T＝100%-R1-R2。

　　由此可見(jiàn)，高折射率的鏡片如果沒(méi)有減反射膜，反射光會(huì)對(duì)戴鏡者帶來(lái)的不適感比較強(qiáng)烈。

　?。?）原理

　　減反射膜是以光的波動(dòng)性和干涉現(xiàn)象為根底的。二個(gè)振幅相同，波長(zhǎng)相同的光波疊加，那么光波的振幅增強(qiáng)；如果二個(gè)光波原由相同，波程相差，如果這二個(gè)光波疊加，那么互相抵消了。減反射膜就是運(yùn)用了這個(gè)原理，在鏡片的外表鍍上減反射膜，使得膜層前后外表發(fā)作的反射光互相攪擾，然后抵消了反射光，達(dá)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(yīng)為基準(zhǔn)光的1/4波長(zhǎng)。d=λ/4 λ=555nm時(shí)，d=555/4=139nm

　　關(guān)于減反射膜層，許多眼鏡片生產(chǎn)商選用人眼敏感度較高的光波（波長(zhǎng)為555nm)。當(dāng)鍍膜的厚度過(guò)薄（〈139nm),反射光會(huì)顯出淺棕黃色，如果呈藍(lán)色則表明鍍膜的厚度過(guò)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?jīng)]有反射光線。鏡片的外表也總會(huì)有殘留的色彩，但殘留色彩哪種是最好的，其實(shí)并沒(méi)有規(guī)范，現(xiàn)在首要是以個(gè)人對(duì)色彩的喜好為主，較多為綠色色系。

　　咱們也會(huì)發(fā)現(xiàn)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(jī)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(jī)鏡片在超越100 °C時(shí)便會(huì)發(fā)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?yàn)榉V的鍍膜工藝有必要在高于200°C的環(huán)境下進(jìn)行，否則不能附著于鏡片的外表，所以有機(jī)鏡片并不選用它。

　　20世紀(jì)90年代今后，隨著真空鍍膜技能的開(kāi)展，運(yùn)用離子束炮擊技能，使得膜層與鏡片的結(jié)合，膜層間的結(jié)合得到了改進(jìn)。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(jīng)過(guò)蒸騰工藝鍍于樹(shù)脂鏡片的外表，達(dá)到杰出的減反射作用。

　　以下對(duì)有機(jī)鏡片的減反射膜鍍膜技能作一介紹。

　　1）鍍膜前的預(yù)備

　　鏡片在承受鍍膜前有必要進(jìn)行預(yù)清洗，這種清洗要求很高，達(dá)到分子級(jí)。在清洗槽中別離放置各種清洗液，并選用超聲波加強(qiáng)清洗作用，當(dāng)鏡片清洗完后，放進(jìn)真空艙內(nèi)，在此過(guò)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(nèi)，在此過(guò)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(nèi)鍍前進(jìn)行的，放置在真空艙內(nèi)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(jìn)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(zhì)的鍍膜資料鍍于鏡片的外表，一起在蒸騰過(guò)程中，對(duì)鍍膜資料的化學(xué)成分能嚴(yán)密操控。真空蒸騰工藝可以關(guān)于膜層的厚度準(zhǔn)確操控，精度達(dá)到。

　　3）膜層結(jié)實(shí)性

　　對(duì)眼鏡片而言，膜層的結(jié)實(shí)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)包含鏡片抗磨損、抗文化館、抗溫差等。因而現(xiàn)在有了許多針對(duì)性的物理化學(xué)測(cè)驗(yàn)辦法，在模擬戴鏡者的運(yùn)用條件下，對(duì)鍍膜鏡片進(jìn)行膜層牢度質(zhì)量的測(cè)驗(yàn)。這些測(cè)驗(yàn)辦法包含：鹽水實(shí)驗(yàn)、蒸汽實(shí)驗(yàn)、去離子水實(shí)驗(yàn)、鋼絲絨磨擦實(shí)驗(yàn)、溶解實(shí)驗(yàn)、黏著實(shí)驗(yàn)、溫差實(shí)驗(yàn)和潮濕度實(shí)驗(yàn)等等。

　　三、 抗污膜（頂膜）

　?。?）原理

　　鏡片外表鍍有多層減反射膜后，鏡片特別簡(jiǎn)單發(fā)作污漬，而污漬會(huì)損壞減反射膜的減反射作用。在顯微鏡下，咱們可以發(fā)現(xiàn)減反射膜層呈孔狀結(jié)構(gòu)，所以油污特別簡(jiǎn)單滋潤(rùn)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(huì)改變減反射膜的光學(xué)性能。

　?。?）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(jiàn)的辦法是真空鍍膜。而最常用的辦法是真空鍍膜。當(dāng)減反射膜層完成后，可運(yùn)用蒸騰工藝將氟化物鍍于反射膜上?？刮勰た蓪⒍嗫椎臏p反射膜層掩蓋起來(lái)，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(guān)于有機(jī)鏡片而言，抱負(fù)的外表體系處理應(yīng)該是包含抗磨損膜、多層減反射膜和頂膜抗污膜的復(fù)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(guó)依視路公司的鉆晶（crizal)，復(fù)合膜為例，在鏡片的片基上首要鍍上具有有機(jī)硅的耐磨損膜；然后選用IPC的技能，用離子炮擊進(jìn)行鍍減反射膜前的預(yù)清洗；清洗后選用高硬度的二氧化鋯（ZrO2)等資料進(jìn)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(diǎn)的頂膜。鉆晶復(fù)合膜技能的研制成功表明晰有機(jī)鏡片的外表處理技能達(dá)到了一個(gè)新的高度。