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光纖光纜

塑料光學元件及其用途介紹

星之球激光 來源:光學光電子行業(yè)網(wǎng)2011-08-12 我要評論(0 )   

過去一直用于低端、一次性、非成像消費類應用的塑料光學元件(或稱聚合物/有機光學元件),已經(jīng)在性能和耐用性方面獲得了大幅提升,并且正在進入非傳統(tǒng)工業(yè)、汽車和醫(yī)藥...

       過去一直用于低端、一次性、非成像消費類應用的塑料光學元件(或稱聚合物/有機光學元件),已經(jīng)在性能和耐用性方面獲得了大幅提升,并且正在進入非傳統(tǒng)工業(yè)、汽車和醫(yī)藥等行業(yè)。這些新的應用不僅對塑料光學元件本身提出了挑戰(zhàn),而且也對附著其上的光學鍍膜提出了挑戰(zhàn)。業(yè)界的一位鍍膜專家曾指出:“如果沒有光學鍍膜,幾乎所有的現(xiàn)代光學應用或系統(tǒng)都將失敗。”
      
  目前,業(yè)界正在開發(fā)并商用適用于數(shù)碼相機、條形碼掃描器、光纖傳感器與通信網(wǎng)絡以及生物計量安全系統(tǒng)等領域的光學鍍膜。隨著市場對低成本、高性能的塑料光學元件的青睞與日俱增,一些新的鍍膜技術已經(jīng)涌現(xiàn)出來以滿足新的應用需求。

  為何選擇塑料光學元件?
         
  與玻璃光學元件相比,塑料光學元件的重量要輕2~5倍,這使得它們更加適用于夜視頭盔、現(xiàn)場便攜式成像應用以及重復使用或一次性醫(yī)療器械(如腹腔鏡)等領域。此外,由于塑料光學元件可以根據(jù)安裝需要模塑成型,因此能大幅減少裝配步驟,降低制造成本。
      
  塑料光學元件可用于大部分可見光應用中。對于其他近紫外和近紅外應用,丙烯酸(卓越的透明度)、聚碳酸酯(最佳的沖擊強度)和環(huán)烯烴(高耐熱性和耐用性,較低的水吸收)等常用材料的傳輸波長范圍為380~100nm)。在塑料光學元件表面增加鍍膜,是為了提升其傳輸或反射性能,增加耐用性。
      
  厚層鍍膜(厚度通常約1μm或更厚)主要起到保護層的作用,同時也能為隨后的薄層鍍膜改善附著性和牢固性。薄層鍍膜包括二氧化硅(SiO2)、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈮以及鉿氧化物(SiO2、Ta2O5、TiO2、Al2O3、Nb3O5和HfO2);典型的金屬鏡面鍍膜有鋁(Al)、銀(Ag)和金(Au)。氟化物或氮化物則很少用于鍍膜,因為要獲得好的鍍膜質量,需要較高的熱量,這與塑料元件鍍膜所需要的低熱量沉積條件不符。

  然而,盡管塑料光學元件具有諸多優(yōu)點,它們的使用也會帶來一些新的挑戰(zhàn)。“一些適用于玻璃光學元件的鍍膜設計,可能并不適用于塑料光學元件,因為塑料光學元件具有較高的熱膨脹系數(shù)。為了消除附著性和開裂問題。

 鍍膜的塑料光學元件的另一個常見的應用領域是眼鏡。“目前,眼鏡片上的防反射(AR)鍍膜已經(jīng)非常普遍,超過95%的眼鏡都使用塑料鏡片,而為鏡片鍍膜確實是一個技術奇跡,它代表了20年來鍍膜技術的進步。”“除了光學和美觀要求外,物理耐用性為鏡片鍍膜帶來了特殊的挑戰(zhàn)。首先,眼鏡片通常是由眾多的基體材料制造而成,這些材料通常包括二甘醇烯丙基碳酸酯、聚碳酸酯等。這些基體材料材具有吸水性(這將導致鍍膜會受到來自基體材料方面的水蒸汽的損傷)和較高的熱膨脹系數(shù),因此會導致鍍膜不牢固或受損。”Ellefsen補充說,“另外,人們經(jīng)常會用含有化學物品的液體清洗鏡片,用粗糙的紙巾或手帕擦拭鏡片,冬季還要忍耐室內外較大的溫差,偶爾還會不小心正面朝下從桌子上滑落到地上……因此,對鏡片的耐油性的要求可見一斑。”

 

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