一种高导热性和低应变的光学多层膜制造技术

本发明专利技术公开一种高导热性和低应变的光学多层膜，它由混合薄膜和二氧化钛薄膜交替叠加组成，其中，混合薄膜为三氧化二铝和二氧化硅的混合物；三氧化二铝在混合薄膜中的重量百分含量为５０～７０％，优选重量百分含量为６０％；混合薄膜中三氧化二铝和二氧化硅的纯度为９９．９％以上。本发明专利技术光学多层膜以三氧化二铝和二氧化硅混合薄膜作为光学多层膜的低折射率材料，不仅可以显著降低光学多层膜使用时的温度，而且可以显著减小光学多层膜结累应力造成的应变，这种光学多层膜在高光能应用中具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 涉及一种用于超高亮度投影机的高导热性和低应变的光学多层膜。
技术介绍
一种超高亮度的数字投影机采用7kW的氙灯作为光源，亮度能达到25000流明以 上，目前最高亮度已达到31000流明，这是迄今全球最高亮度的数字投影机，主要用于大型 电影院、大型智能化指挥所、大型会场等各种场合，这种大型数字投影机目前最突出的技术 问题就是投影机中光学多层膜器件因吸收大量光能量而导致器件温度过高，进而器件表面 因光学多层膜的应力(主要为热应力和内应力)而导致应变，甚至导致器件破裂的问题，毫 无疑义，过热问题已成为制约极高亮度投影机像质和寿命的最大瓶颈，因为器件表面应变 将会产生像差而使投影图像质量显著降低，器件热致破裂将使投影机完全不能工作。在投影机诸多器件中，光学多层膜器件是过热、应变和破裂最为突出的器件之一， 尤其是靠近光源的光学多层膜器件是热量最高因而也是最容易损坏的器件，这是因为薄膜 经过大块材料蒸发变成薄膜后，吸收系数会增加5 6个数量级，对一些常用的薄膜材料， 典型的吸收(消光)系数会从大块材料的10, 10_"上升至薄膜的10_4 10_6，因此，在 高光能场合应用的光学多层膜，吸收引起的器件温度升高和器件表面应变甚至器件破裂是 一个急待解决的难题。氧化物薄膜是迄今应用最广、性能最好的光学薄膜，其中二氧化钛(TiO2)薄膜由 于其折射率在可见光区最高(达2. 35)，而二氧化硅(SiO2)薄膜的折射率最低(为1. 45)， 因而常用TiO2薄膜和SiO2薄膜构成光学多层膜以产生强烈的干涉效应，遗憾的是这两种薄 膜的导热性都不好，因而当用这两种薄膜构成光学多层膜并用于高光能场合时，由于光学 多层膜导热性不好而造成器件急剧升温、表面应变和破裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高导热性和低应变的光学多层膜。本专利技术的构思是利用三氧化二铝(Al2O3)薄膜来改善光学多层膜器件的导热性， 降低光学多层膜使用时的温度。然而，Al2O3薄膜和TiO2薄膜都是属于张应力，因而用Al2O3 薄膜和TiO2薄膜构成的光学多层膜具有很高的结累张应力，最终导致光学多层膜表面很大 的应变(应变正比于应力)；其次，Al2O3薄膜的折射率为1.58，在氧化物薄膜中，虽然Al2O3 薄膜的折射率较低，仅次于SiO2薄膜，但用Al2O3薄膜和TiO2薄膜构成的光学多层膜干涉效 应已大为降低，因而或者造成光学多层膜层数和厚度大大增加，或者造成光学多层膜的设 计性能显著变差。但是，由于Al2O3薄膜和SiO2薄膜的熔点、蒸发温度、蒸发状态和密度都 比较接近(见表1)，特别是蒸发温度，若两种混合材料相差很大，就会在蒸发时因分馏蒸发 而产生折射率变化，所以这些性能为Al2O3薄膜和SiO2薄膜构成本专利技术的混合薄膜创造了 基本条件。表权利要求1.一种高导热性和低应变的光学多层膜，其特征在于它由混合薄膜和二氧化钛薄膜 交替叠加组成，所述混合薄膜为三氧化二铝和二氧化硅的混合物。2.根据权利要求1所述的高导热性和低应变的光学多层膜，其特征在于所述三氧化 二铝相对于所述混合薄膜的重量百分比为50 70%。3.根据权利要求2所述的高导热性和低应变的光学多层膜，其特征在于所述三氧化 二铝相对于所述混合薄膜的重量百分比为60%。4.根据权利要求1至3中任一项所述的高导热性和低应变的光学多层膜，其特征在于 所述三氧化二铝和二氧化硅的纯度为99. 9%以上。全文摘要本专利技术公开一种高导热性和低应变的光学多层膜，它由混合薄膜和二氧化钛薄膜交替叠加组成，其中，混合薄膜为三氧化二铝和二氧化硅的混合物；三氧化二铝在混合薄膜中的重量百分含量为50～70％，优选重量百分含量为60％；混合薄膜中三氧化二铝和二氧化硅的纯度为99.9％以上。本专利技术光学多层膜以三氧化二铝和二氧化硅混合薄膜作为光学多层膜的低折射率材料，不仅可以显著降低光学多层膜使用时的温度，而且可以显著减小光学多层膜结累应力造成的应变，这种光学多层膜在高光能应用中具有重要的意义。文档编号B32B9/00GK102029739SQ201010500680公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日专利技术者张梅骄, 艾曼灵, 陶占辉, 顾培夫 申请人:杭州科汀光学技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导热性和低应变的光学多层膜，其特征在于：它由混合薄膜和二氧化钛薄膜交替叠加组成，所述混合薄膜为三氧化二铝和二氧化硅的混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张梅骄，陶占辉，艾曼灵，顾培夫，
申请(专利权)人：杭州科汀光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]