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关于镜片镀膜的那些事儿,你必须知道!

越来越多的眼镜店致力于功能性镜片的销售。传统意义上,染色镜片和加了高级膜层的镜片都是满足客户特殊需求的功能性产品。高品质镜片表面都是有很多层膜的,镀了高端膜层的镜片也要比普通镜片更加昂贵,因为镀膜是一门非常高精尖的技术,生产工序也很复杂,成本也更高一些。

今天和大家回顾镜片的染色和镀膜历史。从玻璃镜片开始,镜片生产行业就在不断努力为镜片穿上一层“彩色的保护衣”,让镜片能更好地保护人类的眼睛,增长寿命,滤除更多有害光线。

早期——玻璃镜片和单层减反膜

在CR39材料广泛应用于镜片生产之前,染色镜片的加工工艺非常有限,总的来说,只有两种方法。一种方法是当玻璃熔化时将彩色化学制剂融入其中;另外一种方法是把颜料用在真空镀膜机上,采用与减反膜相同的技术和设备。无论使用这两种方法中的哪一种,对色彩样板加工范围都非常有限。

通常客户需要深色染色镜片时,都是为了防止紫外线的穿过。对于玻璃镜片来说,紫外线吸收效果不如塑料和树脂镜片的好,早期人们并不了解这些知识,大家只知道,变色镜片可以很好地吸收紫外线,这也就是它的主要功能。

当高折射率玻璃镜片得到了市场的广泛应用后,人们开发了真空镀膜技术来减少玻璃镜片表面的强烈反射。玻璃镜片的反射值计算是个非常复杂的数学运算过程,在这里就不赘述了。

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由于光是以光波的形式来传播的,因此可以镀减反射膜,而且采用所谓的相消性干涉的技术来加工。如果膜层厚度为四分之一波长,镜片的前表面和后表面膜层的反射相位互为相反,因此相互抵消,不会产生任何可见的反射光。

要想实现玻璃镜片的抗反射问题,首先是需要找到一种具有合适折射率、而且易于蒸发的膜层材料。其中一种材料是氟化镁,其折射率为1.38,适于镀在折射率为1.9的镜片上(因为1.38是1.9的平方根)。如果把氟化镁在坩埚中加热和蒸发,就很容易实现对玻璃的真空镀膜。

给玻璃加热也会改善膜层和玻璃之间的粘合耐久度。对玻璃镜片来说,用一个简单的旋转泵就可以达到足够的真空要求。

树脂镜片的多层减反膜

尽管在玻璃镜片上也能实现多层膜,但这个技术并不普及,直到塑料镜片出现之后,多层膜技术才得到广泛的应用。要实现所谓的“宽波段”抗反射,就需要给镜片镀上多层膜。宽波段指的是减少表面反射并对整个可见光谱范围内实现吸收的波段。一般认为,可见光是在400-700nm之间。简单来说,就是通过把两个单层膜,两个膜层的折射率不同,且其中一个膜层较薄,将两者进行组合,就能实现多层膜的镀膜工艺。下图给出了组合的过程:

关于镜片镀膜的那些事儿,你必须知道!

在看上图时,一定不能忘记,它们代表的是检测出来的颜色,而不是感官看到的色彩。由于眼睛对可见光谱的任何一端都不敏感,图中给出的值(分光光度计的测量值)还应该用眼球的敏感度曲线“Vλ”加以分解(或者乘以“Vλ”),此时感知到的反射光颜色就会如下图中所示。

关于镜片镀膜的那些事儿,你必须知道!

常见的膜层为深绿色。也有可能为其它深颜色,但在技术上,尤其是保持色彩一致性方面,实现起来却更加困难。主要是很难通过加工获得一致的反射光颜色。对多层镀膜来说,准确控制膜层的折射率,特别是厚度这两个因素,要比单层膜难得多。早期的单层膜可以通过对膜层蒸发的时间进行简单的定时,但对多层膜进行蒸发,则需要非常准确的定时,通常使用石英晶体监控器。可以用电子的方式来测量石英晶体的微小振动,随着膜层厚度的增加,石英晶体会变得更重,振动频率会发生改变。

根据这一点,电子监控器就可以推断出膜层的厚度和沉积的速度。由电脑控制的操作系统可以通过一个反馈回路来控制膜层的厚度和沉积密度。沉积密度非常重要,因为它能影响膜层的折射率和其它参数。因此,定时极其重要,以至于石英晶体通常只能使用一次。

除了美观因素以外,之所以选择其它反射颜色,主要出于光学原因。如果一个镜片表面反射的蓝光较强,那么进入镜片的光线中所包含的蓝色就会少一些。基于颜色互补的原则,被镜片吸收的光线会比正常的颜色更黄,从而会产生“老化”和“泛黄”等不佳的镜片外观。

凡事皆有例外,通过提高对黄光的透射,蓝色反射光的膜层就可以提高驾驶时的颜色对比度。同样,如果反射水平很低,例如现在的“宽波段”膜层,蓝色反射光可能会更具吸引力。

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技术原理

转载:什么是镜片镜片等离子处理?

2021-1-23 12:47:05

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