【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学镀层材料，具体涉及一种光学镀层材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着光电技术的发展和消费市场需求的变化，光学透镜呈现小型化、高清化、大视场的发展趋势，人们对光学透镜有了更高的要求。光学透镜的应用场景多样、工作时长跨度大，为了使光学透镜无论白天还是黑夜都能正常工作，防止鬼像现象的产生，就需要在光学透镜表面沉积从可见光波段到红外光波段都具有增透性质的光学薄膜，即制备一种光学镀层材料。
2、上述光学镀层材料镀层的膜厚均匀性是评价其特性的重要指标，膜厚均匀性的好坏对光学镀层材料的整体性能有重要影响，较差的膜厚均匀性会使减反射膜光学性能随基底表面位置的变化而变化，使光学透镜产生鬼像等问题，甚至导致光学镀层材料因达不到设计要求而报废。
3、因此，本专利技术的目的是研发出一种光学镀层材料及其制备方法，应用于光学透镜，采用电子束热蒸发技术，在光学塑料透镜上制备宽带减反射膜，膜厚均匀性好，并且基底面型变化小。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种光学镀层材料及其制备方法和应用，设计合理，采用电子束热蒸发技术，将高折射率材料、低折射率材料在光学塑料基底上镀制连续均匀的宽带减反射膜，膜厚均匀性好，并且基底面型变化小，应用前景广泛。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种光学镀层材料，包括：
4、基底，所述基底由光学塑料注塑成型制得；
5、镀层薄膜，所述
6、其中，所述光学塑料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、环烯烃聚合物中的一种；所述高折射率材料为二氧化钛、三氧化二钛、五氧化三钛、五氧化二钽、五氧化二铌中的一种；所述低折射率材料为二氧化硅、氧化铝、氟化镁、氟化镱中的一种。
7、本专利技术所述的光学镀层材料，设计合理，采用电子束热蒸发技术，将高折射率材料、低折射率材料在光学塑料基底上镀制连续均匀的宽带减反射膜，当其应用于光学镜头时，能实现在自然光条件下清晰成像并且在夜间微光条件下依然能够成像的效果。
8、进一步的，上述的光学镀层材料，所述光学塑料为聚甲基丙烯酸甲酯。
9、本专利技术选择聚甲基丙烯酸甲酯作为基底的原料，聚甲基丙烯酸甲酯具有很高的强度和硬度，还有高阿贝数和低双折射等光学特性，并且价格相对低廉，可通过改变注塑工艺参数来增加熔融体流动性能以来精密成型。
10、进一步的，上述的光学镀层材料，所述高折射率材料为五氧化三钛。
11、本专利技术选择五氧化三钛作为高折射率材料，五氧化三钛的透光范围为400~12000nm，熔点为 1775℃，蒸发温度约为1900 ℃，与其他钛氧化合物相比，五氧化三钛具有更好的化学稳定性，并且蒸镀过程中不易发生溅射，以五氧化三钛为膜料制备的二氧化钛薄膜具有与基底的附着力好、折射率稳定、表面光洁度高的优点。
12、进一步的，上述的光学镀层材料，所述低折射率材料为二氧化硅。
13、本专利技术选择二氧化硅作为低折射率材料，二氧化硅透光范围 200 ~ 3500 nm，熔点为1650 ℃，蒸发温度约为2200℃，二氧化硅具有优秀的化学稳定性。
14、本专利技术还涉及所述光学镀层材料的制备方法，包括基底的注塑成型、镀层薄膜的镀制。
15、进一步的，上述的光学镀层材料的制备方法，所述基底的注塑成型，具体包括如下步骤：
16、s1: 基于响应面法，对显著影响基底注塑成型精度的工艺参数建立工艺参数回归模型；
17、s2: 基于所述工艺参数回归模型确定基底注塑成型的最优化工艺参数组合；
18、s3: 基于最优化工艺参数组合，采用精密注塑成型设备将光学塑料注塑成型，制得基底。
19、光学透镜在光学性能、尺寸精度和成本控制等方面都具有很高的要求，常规的注塑机和注塑成型工艺是无法制造的。精密注塑成型设备能够精确控制各个注塑工艺参数，解决成像光学透镜对于光学性能和尺寸精度的要求。面型精度是衡量光学透镜能否用于成像光学最重要评价参数之一。光学透镜的面型精度与选择的光学塑料种类、工艺参数、模具设计等多个注塑工艺影响因素密切相关，其中提高光学透镜面型精度的关键技术在于寻找最优化注塑工艺参数组合。在传统注塑工艺过程中，工艺参数组合的设定往往根据工程师的经验，通过试验以及简单设计实验来确定的。这些方法往往在时间和金钱上都很昂贵，并且要求工程师具有丰富的经验和深厚的理论知识。本专利技术采用响应面法对显著影响基底的面型精度的工艺参数设计实验，建立工艺参数回归模型，得到最优化工艺参数组合。
20、响应面法是回归分析数学模型中一种典型的数据统计的模型构建方法，它通过构建多项式模型来反应响应变量和几个独立变量之间的关系。响应面法的最终目的是确定一个系统的最佳操作参数或是操作参数范围大小，当响应变量和几个独立变量之间的关系过于复杂或未知时，通常使用响应面法去构建数学模型。在注塑工艺过程中，响应面法能够通过数学模型精确地描述工艺参数和面型精度之间的关系，找到最优化的工艺参数组合，完善基底的注塑成型工艺方案。
21、进一步的，上述的光学镀层材料的制备方法，所述s1，具体包括如下步骤：
22、s11：将熔体温度、注射速度、保压压力ⅰ、保压压力ⅱ、保压时间ⅰ、保压时间ⅱ、模具温度和冷却时间这些注塑工艺参数作为响应面实验的因素，根据 moldflow 软件对基底采用光学塑料的推荐工艺参数和以往成像光学透镜的注塑经验，制定出了上述各个注塑工艺参数的响应面的注塑工艺参数水平；
23、s12：根据上述确定的响应面实验的因素和参数水平，生成实验表，并且将各个注塑工艺参数水平分配到实验表中；
24、s13：进行响应面注塑实验，记录各项实验数据；
25、s14：根据上述实验数据，构建显著影响基底注塑成型精度的工艺参数回归模型。
26、其中，熔体温度、注射速度、保压压力、保压时间、模具温度和冷却时间等注塑工艺参数对注塑基底的面型精度都存在不同程度的影响。根据以往对成像光学注塑的经验，保压阶段采用两段保压的方式，两段保压可以提高转印性，保持压力均衡，减少压力快速下引起的光学透镜内应力增大，更好提升光学透镜的光学性能。因此，将熔体温度、注射速度、保压压力ⅰ 、保压压力ⅱ 、保压时间ⅰ 、保压时间ⅱ 、模具温度和冷却时间这些注塑工艺参数作为响应面实验的因素的控制因素。
27、进一步的，上述的光学镀层材料的制备方法，所述镀层薄膜的镀制，具体包括如下步骤：
28、（1）开机：打开不间断电源，待电压稳定后打开镀膜机总闸；接通真空系统电源；打开真空系统等待油扩散泵升温；油扩散泵升温到实验所需要的温度后打开真空室舱门；向坩埚中添加使用的高折射率材料、低折射率材料作为膜料；将清洁好的基底通过夹持器加装到工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学镀层材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学镀层材料，其特征在于，所述光学塑料为聚甲基丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求1所述的光学镀层材料，其特征在于，所述高折射率材料为五氧化三钛。
4.根据权利要求1所述的光学镀层材料，其特征在于，所述低折射率材料为二氧化硅。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种光学镀层材料的制备方法，其特征在于，包括基底的注塑成型、镀层薄膜的镀制。
6.根据权利要求5所述的一种光学镀层材料的制备方法，其特征在于，所述基底的注塑成型，具体包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种光学镀层材料的制备方法，其特征在于，所述S1，具体包括如下步骤：
8.根据权利要求5述的一种光学镀层材料的制备方法，其特征在于，所述镀层薄膜的镀制，具体包括如下步骤：
9.根据权利要求1至4任一项所述的一种光学镀层材料的应用，其特征在于，所述光学镀层材料应用于光学透镜。
【技术特征摘要】
1.一种光学镀层材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学镀层材料，其特征在于，所述光学塑料为聚甲基丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求1所述的光学镀层材料，其特征在于，所述高折射率材料为五氧化三钛。
4.根据权利要求1所述的光学镀层材料，其特征在于，所述低折射率材料为二氧化硅。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种光学镀层材料的制备方法，其特征在于，包括基底的注塑成型、镀层薄膜的镀制。
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宪君，吴沐卉，陈灯华，
申请(专利权)人：苏州晶生新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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