镜片镀膜工艺的内容有哪些

一、 镜片镀膜耐磨损膜（硬膜）

　　无论是无机资料还是无机资料制成的眼镜片，在日常的运用中，由于与灰尘或砂砾（氧化硅）的摩擦都会形成镜片磨损，在镜片外表发生划痕。与玻璃片相比，

无机资料制成的硬性度比拟低，更易发生划痕。经过显微镜，我们可以观察到镜片外表的划痕主要分为二种，一是由于砂砾发生的划痕，浅而粗大，戴镜者不容易发觉；另一种是由较大砂砾发生的划痕，深且周边粗糙，处于中心区域则会影响视力。

　　（1）镜片镀膜技术特征

　　　1）第一代抗磨损膜技术

　　抗磨损膜始于20世纪70年代初，事先以为玻璃镜片不易磨制是由于其硬度高，而无机镜片则太软所以容易磨损。因此将石英资料于真空条件下镀在无机镜片外表，构成一层十分硬的抗磨损膜，但由于其热胀系数与片基资料的不婚配，很容易脱膜和膜层脆裂，因此抗磨损效果不理想。

　　　2）镜片镀膜第二代抗磨损膜技术

　　20世纪80年代以后，研讨人员从实际上发现磨损发生的机理不只仅与硬度相关，膜层资料具有“硬度/形变”的双重特性，即有些资料的硬度较高，但变形较小，而有些资料硬度较低，但变形较大。第二代的抗磨损膜技术就是经过浸泡工艺法在无机镜片的外表镀上一种硬度高且不易脆裂的资料。

　　　3）镜片镀膜第三代抗磨损膜技术

　　第三代的抗磨损膜技术是20世纪90年代以后开展起来的，主要是为了处置无机镜片镀上减反射膜层后的耐磨性效果。由于无机镜片片基的硬度和减反射膜层的硬度有很大的差异，新的实际以为在两者之间需求有一层抗磨损膜层，使镜片在遭到砂砾磨擦时能起缓冲作用，并而不容易发生划痕。第三代抗磨损膜层资料的硬度介于减反射膜和镜片片基的硬度之间，其磨擦系数低且不易脆裂。

　　　4）镜片镀膜第四代抗磨损膜技术

　　第四代的抗膜技术是采用了硅原子，例如法国依视路公司的帝镀斯（TITUS）加硬液中既含有无机基质，又含有包括硅元素的无机超微粒物，使抗磨损膜具有韧性的同时又提高了硬度。现代的镀抗磨损膜技术最主要的是采用浸泡法，即镜片经过多道清洗后，浸入加硬液中，一定时间后，以一定的速度提起。这一速度与加硬液的黏度有关，并对立磨损膜层的厚度起决议作用。提起后在100 °C左右的烘箱中聚合4－5小时，镀层厚约3－5微米。

　　（2）镜片镀膜测试方法

　　判别和测试抗磨损膜耐磨性的最基本的方法是临床运用，让戴镜者配戴一段时间，然后用显微镜观察并比镜片的磨损状况。当然，这通常是在这一新技术正式推行前所采用的方法，目前我们常用的较迅速、直观的测试方法是：

　　　1）镜片镀膜磨砂实验

　　将镜片置于盛有砂砾的宣传品内（规则了砂砾的粒度和硬度)，在一定的控制下作来回磨擦。完毕后用雾度计测试镜片磨擦前后的光线漫反射量，并且与规范镜片作比拟。

　　　2）镜片镀膜钢丝绒实验

　　用一种规则的钢丝绒，在一定的压力和速度下，在镜片外表上磨擦一珲的次数，然后用雾度计测试镜片磨擦前后的光线漫反射量，并且与规范镜片作比拟。当然，我们也可以手工操作，对二片镜片用异样的压力磨擦异样的次数，然后用肉眼观察和比拟。

　　上述两种测试方法的结果与戴镜者临时配戴的临床结果比拟接近。

　　　3）减反射膜和抗磨损膜的关系

　　镜片外表的减反射膜层是一种十分薄的无机金属氧化物资料（厚度低于1微米），硬且脆。当镀于玻璃镜片上时，由于片基比拟硬，砂砾在其下面划过，膜层相对不容易发生划痕；但是减反射膜镀于无机镜片上时，由于片基较软，砂砾在膜层上划过，膜层很容易发生划痕。

　　因此无机镜片在镀减反射膜前必需要镀抗磨损膜，而且两种膜层的硬度必需相婚配。

二、 镜片镀膜减反射膜

　　（1）为什么需求镀减反射膜？

　　　1）镜片镀膜镜面反射

　　光线经过镜片的前后外表时，不但会发生折射，还会发生反射。这种在镜片前外表发生的反射光会使他人看戴镜者眼睛时，看到的却是镜片外表一片白光。拍照时，这种反光还会严重影响戴镜者的美观。

　　　2）镜片镀膜"鬼影"

　　眼镜光学实际以为眼镜片屈光力会使所视物体在戴镜者的远点构成一个明晰的像，也可以解释为所视物的光线经过镜片发作偏折并聚集于视网膜上，构成像点。但是由于屈光镜片的前后外表的曲率不同，并且存在一定量的反射光，它们之间会发生内反射光。内反射光会在远点球面左近发生虚像，也就是在视网膜的像点左近发生虚像点。这些虚像点会影响视物的明晰度和舒适性。

　　　3）镜片镀膜眩光

　　象一切光学系统一样，眼睛并不完美，在视网膜上所成的像不是一个点，而是一个模糊圈。因此，二个相邻点的觉得是由二个并列的或多或少堆叠的模糊圈发生的。只需二点之间的距离足够大，在视网膜上的成像就会发生二点的觉得，但是假设二点太接近，那么二个模糊圈会趋向与重合，被误以为是一个点。

　　对比度可以用来反映这种现象，表达视力的明晰度。对比值必需大于某一确定值（发觉阈，相当于1－2）才可以确保眼睛区分二个临近点。

　　对比度的计算公式为：D＝（a-b)/(a+b)

其中C为对比度，二个相邻物点在视网膜上所成像的觉得最高值为a,相邻部份的最低值为b。假设对比度C值越高，说明视觉系统对该二点的分辨率越高，觉得越明晰；假设二个物点十分接近，它们的相邻局部的最低值比拟接近于最高值，则C值低，说明视觉系统对该二点感到不明晰，或不能明晰分辨。

　　让我们来模拟这样一个场景产：夜晚，一位戴眼镜的驾车者明晰地看见对面远处有二辆自行车正冲着他的车骑过去。此时，尾随其后的汽车的前灯在驾车者镜片后外表上发生反射：该反射光在视网膜上构成的像添加了二个被观察点的强度（自行车车灯）。所以，a段和b段的长度添加，即然分母(a+b)添加，而分子（a-b)坚持不变，于是就惹起了C值的增加。对比减小的结果会令驾驶员最后发生的存在二个骑车人的觉得重分解为单一的像，就好比区分它们的角度被突然减小！

　　　4）镜片镀膜透过量

　　反射光占入射光的百分比取决于镜片资料的折射率，可经过反射量的公式停止计算。

　　反射量公式：R＝（n-1)平方/(n+1)平方

　　R：镜片的单面反射量　　n：镜片资料的折射率

　　例如普通树脂资料的折射率为1.50，反射光R＝（1.50－1）平方/（1.50＋1）平方＝0.04＝4%。

　　镜片有两个外表，假设R1为镜片前外表的量，R2为镜片后外表的反射量，则镜片的总反射量R＝R1＋R2。（计算R2的反射量时，入射光为100%－R1）。镜片的透光量T＝100%-R1-R2。

　　由此可见，高折射率的镜片假设没有减反射膜，反射光会对戴镜者带来的不适感比拟剧烈。

　　（2）镜片镀膜原理

减反射膜是以光的动摇性和干预现象为基础的。二个振幅相反，波长相反的光波叠加，那么光波的振幅增强；假设二个光波原由相反，波程相差，假设这二个光波叠加，那么相互抵消了。减反射膜就是应用了这个原理，在镜片的外表镀上减反射膜，使得膜层前后外表发生的反射光相互关扰，从而抵消了反射光，到达减反射的效果。

　　　 1）镜片镀膜振幅条件

　　膜层资料的折射率必需等于镜片片基资料折射率的平方根。

　　　2）镜片镀膜位相条件

　　膜层厚度应为基准光的1/4波长。d=λ/4　λ=555nm时，d=555/4=139nm

关于减反射膜层，许多眼镜片消费商采用人眼敏感度较高的光波（波长为555nm)。当镀膜的厚渡过薄（〈139nm),反射光会显出浅棕黄色，假设呈蓝色则表示镀膜的厚渡过厚（ 〉139nm）。

　　镀膜反射膜层的目的是要增加光线的反射，但并不能够做到没有反射光线。镜片的外表也总会有残留的颜色，但残留颜色哪种是最好的，其实并没有规范，目前主要是以团体对颜色的喜好为主，较多为绿色色系。

　　我们也会发现残留颜色在镜片凸面与凹面的曲率不同也使镀膜的速度不同，因此在镜片中央局部呈绿色，而在边缘局部则为淡紫白色或其它颜色。

　　　3）镜片镀膜镀减反射膜技术

　　无机镜片镀膜的难度要比玻璃镜片高。玻璃资料可以接受300 °C以上的高温，而无机镜片在超越100 °C时便会发黄，随后很快分解。

　　可以用于玻璃镜片的减反射膜资料通常采用氟化镁（MgF2），但由于氟化镁的镀膜工艺必需在高于200°C的环境下停止，否则不能附着于镜片的外表，所以无机镜片并不采用它。

　　20世纪90年代以后，随着真空镀膜技术的开展，应用离子束轰击技术，使得膜层与镜片的结合，膜层间的结合失掉了改良。而且提炼出的象氧化钛，氧化锆等高纯度金属氧化物资料可以经过蒸发工艺镀于树脂镜片的外表，到达良好的减反射效果。

镜片镀膜减反射膜镀膜技术工艺

　　1）镜片镀膜镀膜前的预备镜片在接受镀膜前必需停止预清洗，这种清洗要求很高，到达分子级。在清洗槽中区分放置各种清洗液，并采用超声波增强清洗效果，当镜片清洗完后，放进真空舱内，在此进程中要特别留意防止空气中的灰尘和渣滓再黏附在镜片外表。最后的清洗是在真空舱内，在此进程中要特别留意防止空气中的灰尘和渣滓再黏附在镜片外表。最后的清洗是在真空舱内镀行停止的，放置在真空舱内的离子枪将轰击镜片的外表（例如用氩离子），完成此道清洗工序后即停止减反射膜的镀膜。

　　2）镜片镀膜真空镀膜真空蒸发工艺可以保证将纯质的镀膜资料镀于镜片的外表，同时在蒸发进程中，对镀膜资料的化学成分能严密控制。真空蒸发工艺可以关于膜层的厚度准确控制，精度到达。

　　3）镜片镀膜膜层结实性对眼镜片而言，膜层的结实性是至关重要的，是镜片重要的质量目的。镜片的质量目的包括镜片抗磨损、抗文明馆、抗温差等。因此如今有了许多针对性的物理化学测试方法，在模拟戴镜者的运用条件下，对镀膜镜片停止膜层牢度质量的测试。这些测试方法包括：盐水实验、蒸汽实验、去离子水实验、钢丝绒磨擦实验、溶解实验、黏着实验、温差实验和湿润度实验等等。

三、 镜片镀膜抗污膜（顶膜）

　　（1）镜片镀膜原理镜片外表镀有多层减反射膜后，镜片特别容易发生污渍，而污渍会破坏减反射膜的减反射效果。在显微镜下，我们可以发现减反射膜层呈孔状结构，所以油污特别容易浸润至减反射膜层。处置的方法是在减反射膜层上再镀一层具有抗油污和抗水功用的顶膜，而且这层膜必需十分薄，以使其不会改动减反射膜的光学功用。

　　（2）镜片镀膜工艺抗污膜的资料以氟化物为主，有二种加工方法，一种是浸泡法，一种是真空镀膜，而最罕见的方法是真空镀膜。而最常用的方法是真空镀膜。当减反射膜层完成后，可运用蒸发工艺将氟化物镀于反射膜上。抗污膜可将多孔的减反射膜层掩盖起来，并且可以将水和油与镜片的接触面积增加，使油和水滴不易粘附于镜片外表，因此也称为防水膜。

　　关于无机镜片而言，理想的外表系统处置应该是包括抗磨损膜、多层减反射膜和顶膜抗污膜的复合膜。通常抗磨损膜镀层最厚，约为3－5mm，多层减反射膜的厚度约为0.3um，顶层抗污腊镀最薄，约为0.005－0.01mm。以法国依视路公司的钻晶（crizal)，复合膜为例，在镜片的片基上首先镀上具有无机硅的耐磨损膜；然后采用IPC的技术，用离子轰击停止镀减反射膜前的预清洗；清洗后采用高硬度的二氧化锆（ZrO2)等资料停止多层减反射膜层的真空镀制；最后再镀上具有110的接触角度的顶膜。钻晶复合膜技术的研制成功标明了无机镜片的外表处置技术到达了一个新的高度。