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光學(xué)薄膜的市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告

時(shí)間:2020-12-24 09:53:52 調(diào)研報(bào)告 我要投稿

光學(xué)薄膜的市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告

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光學(xué)薄膜的市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告

  1光學(xué)薄膜的制備技術(shù)

  1.1物理氣相學(xué)沉積(PVD)

  1)熱蒸發(fā)

  光學(xué)薄膜器件主要采用真空環(huán)境下的熱蒸發(fā)方法制造,此方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便。盡管光學(xué)薄膜制備技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展,但是真空熱蒸發(fā)依然是最主要的沉積手段,當(dāng)然熱蒸發(fā)技術(shù)本身也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)。

  2)濺射

  濺射指用高速正離子轟擊膜料(靶)表面,通過(guò)動(dòng)量傳遞,使其分子或原子獲得足夠的動(dòng)能面從靶表而逸出(濺射),在被鍍件表面凝聚成膜。其膜層附著力強(qiáng),純度高,可同時(shí)濺射多種不同成分的合金膜或化合物。

  3)離子鍍

  離子鍍兼有熱蒸發(fā)的高成膜速率和濺射高能離子轟擊獲得致密膜層的雙優(yōu)效果,離子鍍膜層附著力強(qiáng)、致密,離子鍍常見(jiàn)類型:蒸發(fā)源和離化方式。

  4)離子輔助鍍

  在熱蒸發(fā)鍍膜技術(shù)中增設(shè)離子發(fā)生器――離子源,產(chǎn)生離子束,在熱蒸發(fā)進(jìn)行的同時(shí),用離子束轟擊正在生長(zhǎng)的膜層,形成致密均勻結(jié)構(gòu)(聚集密度接近于1),使膜層的穩(wěn)定性提光學(xué)薄膜制備技術(shù)高,達(dá)到改善膜層光學(xué)和機(jī)械性能。

  離子輔助鍍技術(shù)與離子鍍技術(shù)相比,薄膜的光學(xué)性能更佳,膜層的吸收減少,波長(zhǎng)漂移極小,牢固度好,該技術(shù)適合室溫基底和二氧化鈦等高熔點(diǎn)氧化物薄膜的鍍制,也適合變密度薄膜、優(yōu)質(zhì)分光鏡和高性能濾光片的鍍制四。

  1.2化學(xué)氣相沉積(CVD)

  化學(xué)氣相沉積(CVD)一般需要較高的沉積溫度,而且在薄膜制備前需要特定的先驅(qū)反應(yīng)物,通過(guò)原子、分子間化學(xué)反應(yīng)的途徑來(lái)生成固態(tài)薄膜的技術(shù),CVD技術(shù)制備薄膜的沉積速率一般較高。但在薄膜制備過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生可燃、有毒等一些副產(chǎn)物。

  1.3化學(xué)液相沉積(CLD)

  化學(xué)液相沉積(CLD)工藝簡(jiǎn)單,制造成本低,但膜層厚度不能精確控制,膜層強(qiáng)度差,較難獲得多層膜,還造成廢水、廢氣污染的問(wèn)題。

  2光學(xué)薄膜的應(yīng)用

  2.1應(yīng)用于照明設(shè)備

  利用光學(xué)薄膜的干涉特性,選擇性地吸收,反射或透射照明光源中的紅外輻射能量,己成為近年熱性能光學(xué)控制薄膜的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。其中對(duì)可見(jiàn)光具有很高透過(guò)率的紅外高反射薄膜,用于白熾燈、鹵素?zé)、低壓鈉燈等照明光源上,既可提高能量利用率,又能改變光源光譜的能量分布,滿足特定照明的需求。紅外高反射薄膜中用途較廣的是金屬-介質(zhì)復(fù)合膜和全介質(zhì)多層干涉膜。

  采用氧化錫膜系結(jié)構(gòu)的金屬價(jià)質(zhì)復(fù)合膜,用熱蒸發(fā)方法鍍制于白熾燈玻殼內(nèi)表而,可使白熾燈的相對(duì)光譜能量分布中紅外輻射能量近乎為零,而可見(jiàn)光的光譜能量卻較未鍍膜時(shí)有所增加,使相同功率的鍍膜白熾燈輸出光通量較普通燈泡變大,起到了一定的節(jié)能作用。

  但是,金屬――介質(zhì)復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較差,而且其光學(xué)特性也不夠理想,因此,目前用于高溫照明光源的薄膜大多選用全介質(zhì)膜系結(jié)構(gòu)。據(jù)稱,采用二氧化鈦等多層全介質(zhì)干涉膜系、鍍制在鹵素?zé)舻?真空玻璃燈管外壁,節(jié)能已達(dá)到15%――40%,而且這類膜系屬于硬膜,除了具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性外,還有良好的機(jī)械特性。其中適用于高功率鹵素?zé)簦ǔS糜趶?fù)印機(jī)曝光燈)和鈉燈等光源的較理想是多層介質(zhì)膜。該薄膜的光學(xué)特性基本上不受溫度影響,具有良好的耐熱性。

  2.2應(yīng)用于光纖通信

  光纖系統(tǒng)也像電子線路系統(tǒng)一樣,需要許多無(wú)源器件來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖光路的連接,分路,合路,交換,隔離以及控制或改變光信號(hào)的傳播特性。光學(xué)薄膜在其中一些儀器中起著十分重要的作用。在透鏡擴(kuò)束式連接器中,透鏡表而需要鍍制減反射膜,消除菲涅爾反射的影響。在光纖定向藕合器中,部分反射介質(zhì)膜鍍制在兩透鏡的結(jié)合而上。這種微光元件組成的定向藕合器,結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單,插入損耗較低(1dB),對(duì)膜的功率分配不敏感,因此得到很多應(yīng)用。部分介質(zhì)反射膜也可以鍍制在直角棱鏡斜而上,構(gòu)成一種T形藕合器。另有一種光波分復(fù)用器(WDM),屬于波長(zhǎng)選擇性藕合器,是用來(lái)合成不同波長(zhǎng)的光信號(hào)或者分離不同波長(zhǎng)的光信號(hào)的無(wú)源器件。WDM可用各種方法設(shè)計(jì)制造,其中干涉濾波器型WDM器件的主要特點(diǎn)是信道帶寬平坦,插入損耗低,結(jié)構(gòu)尺寸小,性能穩(wěn)定。它是利用多層介質(zhì)膜作為濾波器,具體結(jié)構(gòu)有兩類:一類為干涉濾波器,另一類為吸收濾波器。兩者都可用介質(zhì)薄膜構(gòu)成。WDM膜系一般采用1/4波長(zhǎng)的厚度,只在兩邊利用不規(guī)則的厚度。采用1/4波長(zhǎng)厚度膜系的監(jiān)控方法簡(jiǎn)單,極值法具有自動(dòng)補(bǔ)償單層膜監(jiān)控誤差。膜系一般采用多個(gè)F-P腔的形式,鍍膜的材料采用常用的材料二氧化鈦。

  目前光通信系統(tǒng)中實(shí)用的有源器件是摻鉺光纖放大器(EDFA)。采用光學(xué)鍍膜濾光片是常用的一種改善EDFA的增益平坦的手段,另外在EDFA后,探測(cè)器前放置一塊窄帶濾光片可以減少噪聲的影響。

  2.3應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施

  有一種遮陽(yáng)節(jié)能簾膜在農(nóng)業(yè)上用于種植大棚,其功能主要體現(xiàn)在:當(dāng)夏天氣溫過(guò)高時(shí),反射太陽(yáng)光,阻擋紅外輻射,使棚內(nèi)溫度不至升得太高,起遮陽(yáng)降溫的作用;當(dāng)冬天氣溫過(guò)低時(shí),反射地表熱輻射,使棚內(nèi)溫度不至降得過(guò)低,起到保溫節(jié)能的作用。我國(guó)從1997年起開(kāi)始自行研制新型遮陽(yáng)節(jié)能簾膜,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),終于獲得成功。新型遮陽(yáng)節(jié)能簾膜系采用在高分子基質(zhì)材料上真空鍍鋁膜而制成的。因?yàn)殇X鍍膜層對(duì)塑料的附著力強(qiáng),富有金屬光澤;而且鋁在所要求的波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率較高,厚度40nm的鋁鍍膜層的反射率達(dá)到90%,所以其保溫節(jié)能性能、耐氣候老化性能、耐腐蝕性能、傳熱性能等都達(dá)到了國(guó)際水平,有的性能甚至超過(guò)了一些發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品。另外,高純度的鋁價(jià)格比較便宜,這是其他鍍膜材料所不及的。目前我國(guó)己能穩(wěn)定地、大規(guī)模地生產(chǎn)新型遮陽(yáng)節(jié)能簾膜,且性能價(jià)格比優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品。

  結(jié)語(yǔ)

  總之,光學(xué)薄膜是傳輸光子并實(shí)現(xiàn)其各種功能的重要載體和部件,人們?cè)谄诖鈱W(xué)、光電子學(xué)及光子學(xué)得到突破性發(fā)展的同時(shí),必然會(huì)看到光學(xué)薄膜進(jìn)一步的繁榮和發(fā)展。

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