Линзний бүрхүүлийн цогц техникийн гарын авлага

Олон хүн линзний бүрхүүлийн талаар бага ойлголттой байдаг, учир нь энэ нь үнэхээр нарийн салбар юм. Электроник, автомашин зэрэг салбарын бүрхүүлийн хэрэглээтэй харьцуулахад линзний бүрхүүлийн салбар тийм ч том биш бөгөөд бүрхүүлийн бүтэц нь харьцангуй энгийн байдаг. Гэсэн хэдий ч бүрхүүлийн эдгээр цөөн хэдэн давхарга нь салхи, нарны гэрлийн байнгын нөлөөлөлд тэсвэртэй байх ёстой. Тиймээс линзний бүрхүүл нь эдгээр бэрхшээлийг даван туулахын тулд тусгай технологи шаарддаг. Линзний бүрхүүлийн талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авцгаая.

I. Линзний бүрхүүлийн үндэс: Тодорхойлолт, материал ба зарчим

1. Линзний бүрхүүл гэж юу вэ?

Линзний бүрэх процессыг линзний "үйл ажиллагааны гаднах давхарга" гэж ойлгож болно. Энэхүү технологи нь вакуум орчинд линзний гадаргуу дээр нэг буюу хэд хэдэн хэт нимгэн металл эсвэл диэлектрик материалын давхаргыг байрлуулж, гэрлийн ойлт, дамжуулалт, шингээлт, туйлшрал зэрэг шинж чанаруудыг нарийн хянах боломжийг олгодог. Ингэснээр энгийн линзэнд цоо шинэ, өвөрмөц функцүүдийг олгодог.

Эдгээр давхаргууд нь маш нимгэн (ихэвчлэн нанометрийн масштабтай) байдаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн гэрлийн долгионы уртаар хэмждэг. Оптик линзний бүрхүүлийн гүйцэтгэл нь бүрхүүлийн давхаргын тоо, давхарга бүрийн зузаан, давхаргын хоорондох хугарлын индексийн зөрүүнээс хамаарна.

2. Линзний нийтлэг бүрхүүлийн материалууд

Физик шинж чанар болон хугарлын индекс (n)-д үндэслэн нийтлэг бүрэх материалыг ерөнхийдөө дараах байдлаар ангилдаг.

Өндөр индекстэй материалууд (nH)

Эдгээр материалыг ихэвчлэн олон давхаргат тусгал эсрэг (AR) бүрхүүл хийхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь интерференцийн зарчмаар ойсон гэрлийг үр дүнтэй бууруулдаг.

• Титаны давхар исэл (TiO₂): Маш өндөр хугарлын илтгэгчтэй (ойролцоогоор 2.2 - 2.7). Энэ нь маш сайн химийн тогтвортой байдал болон хатуулагтай тул хамгийн өргөн хэрэглэгддэг өндөр индекстэй материалуудын нэг юм.

• Цирконийн давхар исэл (ZrO₂): Хугарлын илтгэгч нь 2.1 орчим байдаг тул өндөр хатуулаг, өндөр хайлах цэг, хэт ягаан туяанаас хэт улаан туяаны спектр хүртэл маш сайн тунгалаг чанараараа үнэлэгддэг.

• Танталын пентоксид (Ta₂O₅): Маш бага шингээлтийн түвшин болон дээд зэргийн механик бат бөх чанараараа алдартай тул өндөр хүчин чадалтай нарийвчлалтай оптик багаж хэрэгсэлд ихэвчлэн ашиглагддаг.

Бага индекстэй материалууд (nL)

Тусгалд хор хөнөөлтэй хөндлөнгийн оролцоог бий болгохын тулд бага индекстэй материалыг өндөр индекстэй давхаргуудтай ээлжлэн байрлуулах шаардлагатай.

• Магнийн фторид (MgF₂): Ойролцоогоор 1.38 хугарлын илтгэгчтэй бол энэ нь сонгодог нэг давхаргат AR бүрхүүлд зориулсан материал. Энэ нь тогтвортой бөгөөд ойлтыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг маш хатуу хальс үүсгэдэг.

• Цахиурын давхар исэл (SiO₂): Хугарлын илтгэгч нь ойролцоогоор 1.46 байна. Шил болон янз бүрийн суурьтай хүчтэй наалддаг, мөн хүчил ба шүлтийн зэврэлтэд тэсвэртэй тул олон давхаргат давхаргад хамгийн гаднах давхарга эсвэл хамгаалалтын давхарга болгон ашигладаг.

Функциональ бүрхүүлийн материал

Орчин үеийн линз нь зөвхөн оптик тунгалаг байдлаас гадна ус нэвтрүүлдэггүй, тосонд тэсвэртэй, статик эсрэг шинж чанартай байх шаардлагатай.

• Фтор / Силан холимог: Хамгийн гадна талд нь ашигладаг Гидрофобик бүрхүүл (Дээд бүрхүүл)Эдгээр материалууд нь гадаргуугийн энергийг эрс бууруулж, усыг бөмбөлөг хэлбэрээр урсгаж, тос эсвэл хурууны хээ наалдахаас сэргийлдэг.

• Индиум цагаан тугалганы исэл (ITO): Тунгалаг дамжуулагч хальс. Тусгай линз дээр үүнийг хангахад ашигладаг антистатик шинж чанарууд, тоосны хуримтлалыг бууруулдаг.

• Цахиурын нитрид (Si₃N₄): Механик бат бөх чанар өндөртэй тул линзний нийт хатуулаг болон зурагдах эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхэд ихэвчлэн ашигладаг.

Тэмдэглэл:

Линзний бүрхүүлийг ихэвчлэн ганц материалаар хийдэггүй, харин олон давхаргын хослолоос бүрддэг. Бодит үйлдвэрлэлд ганц материалыг ашиглан хүссэн үр дүнд хүрэхэд хэцүү байдаг. Ерөнхийдөө электрон цацрагийн ууршилт (Цахим цацрагийн ууршилт) эсвэл ионы тусламжтайгаар тунадасжуулалт (IAD) аргуудыг ашиглан эдгээр материалын долоо буюу түүнээс дээш давхаргыг давхарлаж, тус бүр нь хэдхэн нанометр зузаантай бөгөөд ингэснээр бат бөх чанарыг хангахын зэрэгцээ 99%-иас дээш гэрлийн дамжуулалтыг бий болгодог.

Мэдээжийн хэрэг, техникийн хувьд дэвшилтэт олон компаниуд өөрсдийн илүү боловсронгуй, өвөрмөц бүрхүүлийн загвартай байх бөгөөд тэдний материалын системүүд арай илүү төвөгтэй байх болно. Жишээлбэл, өндөр хүчин чадалтай хэт ягаан туяаны тусгал үйлдвэрлэх зориулалттай шинэ нийлмэл исэл олон давхаргат хальс (жишээ нь: TiO₂-ZnO); уламжлалт материалаар хийхэд хэцүү гүн хэт ягаан туяаны шүүлтүүр үйлдвэрлэхэд квант нано давхаргыг (жишээ нь: Ta₂O₅-SiO₂) ашиглаж байна.

3. Ажлын зарчим: Нимгэн хальсны хөндлөнгийн оролцоо

Линзний бүрхүүлийн гол физик зарчим бол гэрлийн долгионы интерференц юм.

Энгийнээр хэлбэл, гэрэл нимгэн хальсан давхаргад хүрэхэд өөр өөр интерфэйс дээр олон удаагийн ойлт болон хугаралд ордог. Давхарга бүрийн зузаан болон хугарлын индексийг нарийн хянаснаар эдгээр ойсон гэрлийн долгионыг бүтээлч интерференц (бие биенээ бэхжүүлж, ойлтыг сайжруулдаг) эсвэл хор хөнөөлтэй интерференц (бие биенээ цуцалж, ойлтыг бууруулдаг) үүсгэхэд чиглүүлж болно.

Тиймээс бүрхүүлийн бүтцийг зөв зохион бүтээснээр тодорхой долгионы уртад гэрлийн эцсийн зан төлөвийг тодорхойлох боломжтой.

II. Дэвшилтэт нарийвчлалтай бүрэх технологиуд

Оптик бүрхүүлийн үйл явц нь нарийн бөгөөд нарийн төвөгтэй бөгөөд ерөнхийдөө хоёр үндсэн ангилалд хуваагддаг: Физик ууршилтын тунадасжилт (PVD) мөн Атомын давхаргын тунадасжилт (ALD)

1. Физик ууршилтын тунадасжилт (PVD)

Орчин үеийн хэт нарийвчлалтай бүрхүүл нь голчлон тулгуурладаг Физик ууршилтын тунадасжилт (PVD)Гурван үндсэн үйл явц нь:

A. Электрон цацрагийн ууршилт

• Механизм: Материалууд (жишээ нь: SiO₂, Ta₂O₅, HfO₂ гэх мэт)-ийг эсэргүүцлийн халаалт эсвэл өндөр вакуум камерт электрон цацрагаар хайлуулж, ууршуулдаг. Ууршуулсан материалын атомууд эргэлдэгч суурь руу шулуун шугамаар хөдөлж, түүний гадаргуу дээр хуримтлагдаж, аажмаар хуримтлагдаж хальс үүсгэдэг.

• Давуу талууд: Өндөр тунадасжилтын хурдтай, өндөр цэвэршилттэй, өндөр хайлах цэгтэй материалыг тунадасжуулах чадвартай, энгийн оптикт тохиромжтой.

• Сул талууд: Киноны нягтрал ба наалдац бага; орчны чийгшлээс үүдэлтэй "спектрийн шилжилт"-д өртөмтгий.

B. Ионы тусламжтайгаар хуримтлуулах (IAD)

• Механизм: Материалыг ууршуулах үед ионы эх үүсвэр нь субстратыг өндөр энергийн ионоор бөмбөгддөг.

• Давуу талууд: Киноны нягтрал болон наалдацыг нэмэгдүүлж, хатуулгийг мэдэгдэхүйц сайжруулна. Өтгөн бүрхүүл нь усны уурыг бараг шингээдэггүй бөгөөд түүний оптик тогтмолууд (n, k) нь агаар болон вакуум орчинд бараг ижил байдаг тул маш тогтвортой болгодог. Энэ нь өндөр чанартай нүдний линзний салбарын стандарт юм.

• Сул талууд: Тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний өндөр өртөг.

C. Ионы цацрагийн цацалт (IBS)

• Механизм:

Үүнийг ингэж бодоорой "Атомын бильярд."

Ионы буу: Ионуудын өндөр энергийн цацрагийг асаадаг (ихэвчлэн Аргон) зорилтот материал дээр.

Шүрших: Энэ цохилт нь атомуудыг байнаас бильярд бөмбөг шиг унагадаг.

Тунхаглал: Эдгээр атомууд линз рүү өндөр хурдтайгаар цохиж, гадаргуу руу "цохиж", бараг төгс, чулуу шиг хатуу давхарга үүсгэдэг.

• Давуу талууд: IBS кинонууд ойртож байна бөөн нягтрал материалын. Кинонд бараг ямар ч нүх сүв эсвэл "хоосон зай" байхгүй. Гүйцэтгэл нь чийгшил эсвэл температураас хамааран хэзээ ч өөрчлөгддөггүй ("спектрийн шилжилт" байхгүй). Маш бага шингээлт болон тархалттай тул IBS-ээр бүрсэн линз нь хэт их тусгалд хүрч чаддаг. 99.999%.

• Сул талууд: Тоног төхөөрөмж үнэтэй; Тунадас хуримтлуулах хурд удаан; Өндөр өртөгтэй.

2. Атомын давхаргын тунадасжилт (ALD)

Хамгийн сүүлийн үеийн орон зайн атомын давхаргын тунадасжилт (Орон зайн ALD) технологи нь тунадасны түвшинг 100 дахин нэмэгдүүлсэн нь өндөр зэрэглэлийн оптик бүтээгдэхүүний олноор үйлдвэрлэх асар их боломжийг харуулж байна. AR нүдний шил.

• Механизм: Гадаргуугаар хязгаарлагдмал химийн урвалд суурилсан нимгэн хальсан ургалтын арга. А ба В урьдал хийнүүд нь урвалын камерт ээлжлэн импульслэгддэг; импульс бүр нь зөвхөн ганц атомын давхаргыг субстратын гадаргуу дээр химийн аргаар шингээж авдаг бөгөөд үүний дараа илүүдэл урьдал бодисыг цэвэрлэхийн тулд инертийн хий нэвтрүүлдэг. Энэхүү "А-импульс – цэвэрлэгээ – В-импульс – цэвэрлэгээ" дарааллын нэг мөчлөг нь нэг давхаргын нэгдлийн хальсны нарийн өсөлтийг бий болгодог.

• Давуу талууд: Гүн нүх, өндөр харьцаа зэрэг нарийн төвөгтэй гадаргуугийн бүтэц дээр ч төгс конформтой, жигд бүрхүүл бий болгож болох бөгөөд энэ нь PVD технологийн тусламжтайгаар боломжгүй юм. Киноны зузааныг зөвхөн циклийн тоогоор тодорхойлдог бөгөөд хяналтын нарийвчлал нь нэг атомын давхарга хүртэл буурдаг.

• Сул талууд: Тунадасжилтын хурд маш удаан; урьдал бодисын сонголт хязгаарлагдмал; ихэвчлэн маш нимгэн хальс эсвэл тусгай зориулалтын хэрэглээнд ашиглагддаг.

Орчин үеийн линз бүрэх процесст бусад бүрэх технологиуд, тухайлбал Бичил долгионы зууханд цацах мөн Дэвшилтэт плазмын цацалт мөн ашиглагддаг. Технологи бүр нь тодорхой, давхцаж буй хэрэглээний нөхцөлд оновчтой ажиллах боломжийг олгодог өвөрмөц давуу талуудыг санал болгодог.

III. Чанарын хяналтын гол хүчин зүйлс

Ашигласан технологиос үл хамааран өндөр чанартай бүрхүүл хийхэд дараах гол элементүүд чухал үүрэгтэй.

• Субстрат бэлтгэх: Бүрэхээс өмнө оптик эд ангиудыг хэт авианы эсвэл ионы цэвэрлэгээ, статик цахилгааныг зайлуулах, гадаргууг идэвхжүүлэх шаардлагатай. Эдгээр алхмууд нь хальсны наалдац болон жигд байдлыг хангахад чухал үүрэгтэй.

• Нарийвчлалтай материалын боловсруулалт: Бай болон ууршуулах материалын хувьд маш цэвэр ариун байдал шаардлагатай (ихэвчлэн ≥99.99%). Аливаа хольц нь шингээлт эсвэл тархалтын төв болж үйлчилдэг бөгөөд энэ нь лазерын улмаас үүссэн гэмтлийн босгыг (LIDT) мэдэгдэхүйц бууруулж болзошгүй юм.

• Вакуум бүрэн бүтэн байдал: Вакуумын түвшин нь хальсан давхаргын цэвэр байдал болон жигд байдлыг шууд тодорхойлдог. Хадгалсан атомуудын дундаж чөлөөт зам хангалттай урт байхын тулд камерын вакуумын түвшин нь ихэвчлэн 10⁻⁵ Па (10⁻⁷ мбар) орчимд хүрэх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр үлдэгдэл хийн молекулуудтай мөргөлдөхөөс зайлсхийж, хальсны цэвэр байдал болон нягтралыг хангана.

• Нимгэн хальсан дизайн: Тодорхой спектрийн муруйг бий болгохын тулд олон давхаргат стекийг зохион бүтээхэд нарийн төвөгтэй програм хангамжийг ашигладаг.

• Киноны зузааныг хянах: Нимгэн хальсны зузаан нь эцсийн оптик гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Энэ үйл явцад кварцын талст микробаланс (туссан массын өөрчлөлтийг илрүүлэх замаар) эсвэл спектрофотометр (нэвтрэлт/ойлтын өөрчлөлтийг илрүүлэх замаар)-ийг нанометрийн хэмжээнд бодит цагийн хяналтад ихэвчлэн ашигладаг.

• Боловсруулалтын дараах: Бүрхүүл дууссаны дараа, ариутгах заримдаа хальсан давхаргууд доторх дотоод стрессийг арилгах, тогтвортой байдал болон наалдацыг улам сайжруулах шаардлагатай байдаг.

IV. Линзний бүрхүүлийн нийтлэг төрлүүд

Нүдний шил худалдаж авахдаа хүмүүс линзний бүрхүүлийн ач холбогдлыг бүрэн ойлгодоггүй. Тиймээс бид танд янз бүрийн бүрхүүлийн нарийн төвөгтэй байдлыг ойлгоход туслах гарын авлага бэлтгэсэн.

1. Гэрлийн тусгалаас хамгаалах (AR) бүрхүүл

Гэрлийн тусгалаас хамгаалах бүрхүүл нь гялбаа болон ойлтыг багасгахын тулд линзний гадаргуу дээр түрхдэг хамгийн түгээмэл функциональ бүрхүүл юм. Илүү их гэрэл нэвтрүүлснээр харааны тод байдал болон ялгарлыг нэмэгдүүлдэг.

Давуу талууд: Шөнө жолоо барьж байхдаа гэрэл тусгалын эсрэг бүрхүүлтэй линз зайлшгүй шаардлагатай. Эдгээр нь машины гэрэл болон гудамжны гэрлийн хурц гэрлийг багасгахад тусалдаг. Мөн компьютерын дэлгэцийн хурц гэрлийг бууруулдаг. Олон хүний ​​хувьд гэрэл тусгалын эсрэг бүрхүүл нь сонгодог сонголт бөгөөд үнэхээр үнэ цэнэтэй юм.

Техникийн тэмдэглэл: Өндөр-индекс линз стандарт хуванцар линзнээс илүү их гэрлийг тусгадаг тул AR бүрхүүл нь тэдний хувьд бараг зайлшгүй шаардлагатай болгодог.

2. Хатуу бүрхүүл

Линзний хатуу бүрхүүл нь зураас болон үрэлтээс хамгаалахын тулд линзний гадаргуу дээр наалдсан тунгалаг, бат бөх лак (ихэвчлэн органик цахиурын давирхайгаар хийгдсэн) юм. AR бүрхүүл нь нимгэн, эмзэг тул тогтвортой суурийг бий болгохын тулд тэдгээрийг тусгалаас хамгаалах (AR) боловсруулалтаас өмнө түрхдэг.

Хуванцар материал нь шилэн линзтэй харьцуулахад зөөлөн бөгөөд зурагдахад илүү өртөмтгий байдаг тул хуванцар линзний хувьд хатуу бүрхүүл зайлшгүй шаардлагатай.

Хатуу бүрхүүлийн нийтлэг хоёр төрөл бол дулаанаар хатаасан хатуу бүрхүүл ба хэт ягаан туяагаар хатаасан хатуу бүрхүүл юм. Эдгээрийг хоёуланг нь линзийг зүсэхээс өмнө лабораторид түрхдэг.

3. Хэт ягаан туяаны хамгаалалтын бүрхүүл

Хэт ягаан туяанаас хамгаалах линзний бүрхүүл нь нүдний шил, нарны шил, тэр ч байтугай контакт линзэнд хортой UVA болон UVB цацрагийг хаахын тулд нэмдэг тусгай эмчилгээ эсвэл материал юм. Эдгээр бүрхүүл нь хэт ягаан туяанаас хамгаалснаар нүдний ерөнхий эрүүл мэндэд хувь нэмэр оруулдаг, тухайлбал болор цайх, шар толбоны доройтлоос хамгаалдаг.

4. Цэнхэр гэрлийн шүүлтүүрийн бүрхүүл

Энэхүү бүрхүүл нь дижитал дэлгэц болон нарны цацрагаас ялгардаг өндөр энерги бүхий харагдахуйц (HEV) цэнхэр гэрлийг шүүж, нүдэнд учрах болзошгүй хор хөнөөлийг бууруулах зориулалттай. Цэнхэр гэрлийн шүүлтүүртэй бүрхүүлтэй линз нь гэрлийг ойлгуулахдаа нарийн цэнхэр эсвэл нил ягаан үлдэгдэл өнгөтэй байдаг.

5. Гидрофобик ба олеофобик бүрхүүлүүд

Эдгээр нь линзний гадаргуугийн хурцадмал байдлыг өөрчилдөг "дээд бүрхүүл" эмчилгээ юм.

Гидрофобик: Усыг няцааж, бороо эсвэл хөлс линзэнд орохоос сэргийлнэ.

Олеофобик: Тос болон хурууны хээг арилгаж, нүдний шилийг цэвэрлэхэд илүү хялбар болгодог.

6. Нарнаас хамгаалах бусад бүрхүүлүүд

Өөрөө буддаг (фотохром) бүрхүүл, буддаг бүрхүүл эсвэл толин бүрхүүл байсан ч эдгээр нь бүгд линзийг нарны шил болгон хувиргадаг. Эдгээр нь зөвхөн нарны гэрлийг шүүж авахад туслахаас гадна загварын илэрхийлэл болдог.

H&C Optik-ийн нарны хамгаалалтын линзний талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл аваарай

• Фотохром линз
  
  
• Өнгөтэй линз​
  
  

Дээр дурдсан нийтлэг бүрхүүлээс гадна манангийн эсрэг бүрхүүл болон статик эсрэг бүрхүүл гэх мэт бусад төрлийн функциональ бүрхүүлүүд байдаг. Дараах нь янз бүрийн бүрхүүлийн харьцуулсан хүснэгт юм.

V. Линзний бүрхүүлийн ашиглалтын хугацаа ба засвар үйлчилгээ

Оптик бүрхүүлүүд нь ихэвчлэн ашиглалтын хугацаатай байдаг 1-3 жилСайн арчилгаатай бүрхүүл нь 2-4 жил хүртэл эдэлгээтэй байдаг. Тэдний бат бөх чанар нь хүрээлэн буй орчны нөлөөлөл болон хэрэглэгчийн зуршлаас ихээхэн хамаардаг.

Засвар үйлчилгээний гол зөвлөмжүүд

1. Хуурай арчихаас зайлсхий: Тоос нь маш бага хэмжээний тоос агуулдаг. Хуурай линзийг арчих нь зүлгүүр цаас шиг үйлчилж, бүрхүүл дээр микроскопоор зураас үүсгэдэг.

2. Зөв цэвэрлэгээ: Хэсэг хэсгүүдийг арилгахын тулд хүйтэн усаар зайлж, тосыг задлахын тулд рН-саармаг аяга таваг угаагч шингэн дусаагаад сайтар зайлна.

3. Өндөр температураас зайлсхий: Бүрхүүл ба линзний суурь нь өөр өөр хурдаар тэлдэг. Хэзээ ч үгүй Халуун машинд нүдний шилээ үлдээх эсвэл саунд зүүх нь "галзуурах" шалтгаан болдог.

4. Химийн бодисын мэдрэг чанар: Эдгээр бодисуудтай удаан хугацаанд харьцах нь линзний давхаргыг химийн аргаар зэврүүлж болзошгүй тул линзийг хөлс, үнэртэй ус, үсний лакнаас хол байлга.

VI. Дүгнэлт

Нарийн инженерчлэлийн тусламжтайгаар оптик бүрэх процессууд нь гэрлийн долгионы "Мидас мэдрэгч"-ийг бий болгодог.

Орчин үеийн оптик салбарын гол технологи болохын хувьд энэ нь өдөр тутмын электрон төхөөрөмжөөс эхлээд шинжлэх ухааны судалгааны хил хязгаар хүртэл олон салбарт тасралтгүй нээлтүүдийг бий болгодог.