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文档简介

眼镜片的材料特性与制造工艺基础

§第一章眼镜片基础知识眼镜片是用来矫正屈光不正、保护眼睛的光学透镜。眼镜片的屈光与成像理论遵循几何光学的定理和定律。§1—1眼镜片材料简史一;眼镜片材料的发展简史1:13世纪,生产出折射率为1.50的眼用玻璃镜片。2;18世纪,生产出冕牌玻璃镜片♀3:19世纪下半叶,燧石玻璃镜片诞生,折射率为1.70,但色散明显。4:20世纪60年代,折射率为1.50的CR39树脂镜片与光致变色玻璃开始应用。5:20世纪80年代,聚碳酸酯(PC)材料应用于镜片,折射率为1.60的玻璃镜片与树脂镜片出现,折射率为1.50光致变色树脂镜片开始得到应用。6:20世纪90年代,高折射率的树脂材料与新一代树脂变色材料问世,折射率为1.90的玻璃材料出现,改进后的材料面市。在20世纪下半叶,眼镜片领域的主要代表性的成果有:树脂材料的问世,变色材料出现与推广,渐进多焦点镜片与隐形眼镜的广泛应用。♀二:眼镜片的复合系统。现代眼镜片是一组复杂的光学系统,它是赋予了特性的多种材料与膜层的组合体。以镜片开始由内到外分别是镜片的片基,染料,抗冲击膜,耐磨损膜,减反膜及顶膜,♀§1—2眼镜片的形状一.眼镜片的毛边形状1.毛边眼镜片——已完成表面光学加工,尚未按镜架尺寸和几何形状磨边加工的镜片。2.毛边镜片的形状主要有两种:圆形,矩形。国内外毛边镜片的形状,绝大部分为圆形。二.眼镜片折射面的剖面形状把眼镜片沿折射面中央截开,就可以看到剖面形状。1.正镜片负镜片棱镜片2.双凸,平凸,凹凸(新月型)双凹,平凹,凹凹(新月型)三棱镜,凸凹棱镜♀三.眼镜片折射面的形成1.正镜片(凸镜片)折射面的形成。2.负镜片(凹透镜)的折射面的形成。♀§1—3眼镜片的性质一.正镜片的性质正镜片为凸透镜,会聚透镜,俗称老光镜、远视镜等。1.平行光线通过正镜片后,会聚成一点F`该点F`称为焦点,焦点F`与镜片的距离称为焦距f`。2.正镜片的焦点在入射光线的对侧,我们称该焦距为正焦距,屈光度是焦距的倒数,也为正值。3.正镜片的中央厚,边缘薄。4.正镜片与眼睛结合成一个光学系统,使平行光线经镜片、眼睛折射后,使远视眼焦点过后的情况得到改善,起光学矫正的效果。♀二.负镜片的性质负镜片也称为凹透镜,发散透镜,俗称近视镜。1.平行光线通过负镜片后发散,不能形成一点。2.但从发散光线的反向延伸,可在入射光线的同侧形成焦点F`,我们称该焦距f`为负焦距,屈光度为负值。3.负镜片的中央薄,边缘厚。4.负镜片与眼睛结合成一个光学系统,使平行光线经镜片、眼睛折射后焦点距离变大,使近视眼焦点过前的情况得到改善,起光学矫正的效果。♀三.会聚光线,发散光线都是棱镜折射的结果。正镜片与负镜片都可看成是无数多个三棱镜组成,光线通过三棱镜折向底边,所以形成了正镜片的会聚光线及负镜片的发散光线。♀§1—4眼镜片的分类眼镜片的分类,可按用途、材料、性质、规格、设计、加工等划分。一.按用途分类1.矫正视力镜片单焦点(单光)多焦点双焦点(双光)三焦点(三光)渐变多焦点(渐进片)2.遮阳、防护镜片吸收式反射式♀二.按材料分类1.光学玻璃镜片片:白白托片;克斯斯片;克塞塞片;超薄薄镜片。2.光学塑料镜镜片:PMMA,HEMA(软性CL镜片);CR—39;PC。三,按性质规规格分类1、按性质分::正镜片;负负镜片;柱镜镜片;球柱镜镜片;三棱镜镜片。2、按规格分::Ø60;Ø65;Ø70;Ø75;Ø80四.按加入不不同金属氧化化物或染色产产生颜色分类类1.无色透明镜片片2.有色透明镜片片3.光致变色镜片片♀五.按表面设设计、加工形形式分类1.球面镜镜片2.环曲面面镜片片3.非球面面镜片片4.缩径镜镜片((草帽帽片))5.等曲率率削薄薄镜片片六.按按表面面加膜膜处理理分类类1.减反膜膜2.加硬膜膜3.憎水膜膜4.彩色膜膜5.保护膜膜♀§第二章章眼眼镜片片的材材料与与性能能要求求§2—1眼镜片片的性性能要要求一.镜片材材料的的性能能要求求。眼镜是是矫正正视力力、保保护眼眼睛的的医疗疗器具具,所所以对对镜片片材料料的要要求很很高,,一般般可归归纳为为以下下要求求1.用来制制造镜镜片的的材料料的折折射率率、比比重、、阿贝贝数三三要素素的物物理光光学指指数,,必须须达到到一定定的标标准,,而且且要稳稳定。。2.对可可见见光光有有较较高高的的透透过过率率,,对对紫紫外外线线、、红红外外线线等等有有害害辐辐射射线线有有吸吸收收作作用用。。3.镜片表面面耐磨性性好,抗抗老化性性能好,,化学稳稳定性能能好,防防霉性能能好。4.热膨胀胀少且且易加加工。。♀二.镜片材材料的的光学学性能能1.折射率率n。1)折射——光线从从一种种透明明物体体斜射射入另另一透透明物物体,,其传传播方方向改改变的的现象象。2)折射率率:①理理论上上定义义:光光线在在真空空中((空气气)的的传播播速度度与光光线在在某该该种透透明物物体中中传播播速度度之比比。n=真空中中的光光速/透明物物体中中的光光速。。②实实验室室测定定折射射率::入射射角((入射射光线线与界界面法法线的的夹角角)正正弦值值与折折射角(出出射光光线与与界面面法线线夹角角)正正弦值值之比比n=sini/sinj♀3)镜片材材料的的折射射率在真空空(空空气))中,,各色色光的的光速速一致致,但但由于于每个个单色色光的的波长长不相相同,,所以以在各各光密密度不不同的的物质质中,,速度度也不不相同同,((波长长越短短,速速度越越快,,所以以,紫紫外光光折射射率最最大,,红外外光折折射率率最小小)4)折射率不同同同一屈光光度的镜片片厚度也不不相同。折折射率越大大,镜片厚厚度(正镜镜片中心厚厚度,负镜镜片边缘厚厚度)越小小。♀2.阿贝数Vd1)色散——不同波长的的光经同一一光学玻璃璃折射后,,由于折射射绿不同而而分开的现现象。例如:白光光(阳光——七色光混合合)通过三三棱镜后形形成彩虹七七色光带。。2)阿贝贝数数Vd是衡衡量量色色散散大大小小的的一一个个指指标标,,习习惯惯上上用用色色散散率率的的倒倒数数Vd=(nd-1)/(nF-nc)(nF-nc)——平均色散nF——氢的F线486.1nm的紫光的折射射率nc——氢的C线656.3nm的红光的折射射率阿贝数Vd越大→色差越越小→镜片品品质越好。3)折射率高的材材料,一般色色散也较高,,配戴此类镜镜片时,可能能出现成像颜颜色的偏差,,影响视觉效效果,例如::白色物体边边缘出现有红红至蓝的色带带。♀三:镜片材料料的物理机械械性能机械物理性质质反映了材料料的质量,及及对变形与冲冲击的抵抗力力,常用的有有:1、比重γ(伽玛)比重——物体的重量与与体积温度为为4℃的纯水的比重重之比。单位位g/cm3(吨/米3)一般来讲,折折射率越高的的材料,其比比重也越大。。N=1.7光学玻璃超薄薄镜片比n=1.523光学玻璃普通通镜片厚度虽虽有减薄,但但重量并没有有明显下降。。2、硬度:与表表面质量有关关的机械指标标,可用硬度度仪来精确测测定,对光学玻璃来来说,其硬度度约为520kg/平方毫米显微微硬度。3、抗冲击性;;常采用由美美国食品与医医物管理局((FDA)规定的落球球试验来进行行。(即使用用一个16克钢球从1.27米高处对准镜镜片中心落下下)。♀四:镜片材料料的其它性能能1、热性质:如如材料的比热热,熔点,热热膨胀系数等等2、化学性质;;化学稳定性性(化稳性)),化学成份份均勻性,抗抗霉变与老化化性能等在诸多的性能能中,我们更更关注的是镜镜片材料三要要素:折射率率,阿贝数与与比重。♀§2—2眼镜片的常用用材料镜片材料要透透过可见光,,所以必须是是透明的,透透明不一定就就是无色,按按需求可以是是无色透明和和有色透明。。主要材料有有三种。一.天然水晶水晶又称石英英,化学成份份为二氧化硅硅SiO2纯水晶中的SiO2的含量可达99.99%以上,水晶的的最大优点是是透光率高,,硬度大,是是光学透镜的的优良材料。。但由于水晶晶对各种光线线的高透光率率,包括紫外外线和红外线线的高透过率率,所以是不不宜作室外用用眼镜片的原原因,此外,,水晶晶体有有双折射现象象n1=1.554,n2=1.553。所以有复视视现象,水晶晶晶体生长缓缓慢,价格昂昂贵,因此,,水晶不是眼眼镜片的合适适材料,目前前已被光学玻玻璃镜片取代代。♀二.光学玻璃。光学玻璃是熔熔体经过冷却却而获得的一一种无定型物物质。具有较较高的硬度,,较大的脆性性,对可见光光有较高的透透明度,对紫紫外线,红外外线等有害辐辐射线有较高高的吸收性。。主要成份是是二氧化硅,,其次是三氧氧化硼和五氧氧化磷,加入入不同的金属属氧化物,可可以改变光学学玻璃的某些些特性,如透透光率,对可可见光谱的吸吸收选择性,,硬度,折射射率等,从而而分为不同的的品种。光学玻璃具有有各项同性的的特点,其折折射率,硬度度,弹性模数数等在各方向向测得的数值值相等。光学玻璃按其其氧化物成份份不同可分为为以下二类♀1.无色光学玻璃璃1)冕牌玻璃(皇皇冠玻璃),,用K表示,折射率率1.523左右。2)火石玻璃(低低密度高折射射率玻璃)用用F表示。折射率率为1.6~1.9左右,也就是是俗称超薄镜镜片。2.有色光学玻璃璃。在无色光学玻玻璃的原料中中加入一种或或多种金属氧化物为着着色剂而制成成,它具有选选择吸收可见见光谱内一定波波长范围的光光的特性,常常用于防护眼眼镜(太阳镜,,工业防护镜镜)♀三.光学塑料1.光学塑料是以以人工合成树树脂为主要成成份再加入各各种添加剂而而模塑成型的的透明高分子子有机化合物物。自从1940年塑料镜片问问世以来,由由于它具有重重量轻,耐冲冲击,染色方方便等优点,,市场占有率率迅速增长,,随着科技的的发展,光学学塑料镜片的的最大缺点::易磨损问题题也可通过表表面加硬技术术加以解决。。♀2.塑料按按加热热后的的特点点分为为热塑塑性塑塑料,,热固固性塑塑料两两大类类。(1)热塑塑性塑塑料::加热→→软软化→→冷冷却→→固固化。。可可逆废料可可以回回炉再再利用用。例例如::聚乙乙烯,,聚氯乙烯烯等(2)热固固性塑塑料::成品加加热→→不不软软化→→强强热→→碳碳化分分解,,不不可可逆废料不不能回回炉再再生利利用。。例如如:酚酚醛塑塑料((胶木木),,密胺胺等♀♀3.光学学塑料料镜片片的主主要材材料(1.)PMMA塑料::化学名名称为为聚甲甲基丙丙酸类类脂,,市场场称::有机机玻璃璃,压压克力力。是是一种种热塑塑性塑塑料,,其折折射率率n为1.498,比重重为1.19g/cm3,阿贝贝数V为58,透光光率约约为95%,具有有高透透明度度,容容易进进行模模型和和机械械加工工,价价格便便宜等等优点点,缺缺点则则有,,吸湿湿性大大,容容易变变形,,表面面硬度度差,,并能能透过过紫外外线,,染色色后也也不宜宜制作作太阳阳镜,,只能能制作作室内内用镜镜。(2.)CR—39塑料化学名名称为为:碳碳酸炳炳烯乙乙酸。。俗称称:哥哥伦比比亚树树脂,,市场场称为为树脂脂片,,室一一种热热固性性塑料料,其其折射射率为为1.489,比重重为1.32g/cm3,阿贝贝数V为56,透光光率约约为92%,能吸吸收99%以上的的紫外外线,,耐温温在-40°~150°°之间,,可制制作近近视,,远视视,双双光,,渐变变镜,,散光光等各各类镜镜片,,染色色后可可制作作各种种遮阳阳镜。。♀(3.)PC塑料化学名名称为为聚碳碳酸脂脂。市市场称称为太太空片片,宇宇宙片片,也也是一一种热热塑性性塑料料,最最大特特点是是抗冲冲击性性能好好,质质轻,,其折折射率率为1.586,比重重为1.20g/cm3,阿贝贝数V为30,能吸吸收全全部紫紫外线线。CR—39镜片,,PC镜片的的市场场远景景很好好,是是非常常理想想的光光学玻玻璃的的更新新换代代的新新品种种。许许多国国家都都立法法,青青少年年,老老年人人,司司机等等配镜镜者都都必须须使用用光学学塑料料镜片片,不不能采采用光光学玻玻璃镜镜片,,以免免镜片片碎裂裂时,,伤害害眼睛睛。♀§第三章章眼眼镜镜片的的加工工工艺艺§3-1光学玻玻璃镜镜片的的加工工制造造一.光学玻玻璃镜镜片毛毛坯的的热加加工光学玻玻璃镜镜片毛毛坯现现在采采用连连续溶溶化一一次成成型加加工技技术。。(一.)生产产工艺艺流程程图配料→→熔化化→压压型→→退火火→检检测→→入库库♀(二)):各各生产产工序序简介介1.配料::影影响响光学学玻璃璃质量量的因因素很很复杂杂,而而原料料的配制是是主要要的影影响因因素,,必须须严格格加以以控制制,秤秤量时时,极小的的误差差就会会引起起折射射率及及性质质的改改变,,配方方秤量量时采用万万分之之一精精度的的磅秤秤进行行秤量量,原原料按按配方方秤量量后,在在V型混料料机中中混合合均匀匀后装装袋。。2.熔炼::包包括熔熔化、、澄清清、调调整匀匀化、、分配配四个个工步。(1)熔化化:用用电加加热或或煤气气、天天然气气加热热池炉炉,使使原料料熔化化为粘粘流态态。(2)澄清::原料熔熔化后产产生大量量气泡,,必须进进行脱泡泡处理,,气泡上上升速度度与玻璃璃液粘度度成反比比,而粘粘度与温温度成反反比,所所以,提提高温度度使粘度度下降来来加快脱脱泡。♀(3)调整匀匀化:调调整是指指降温来来增高玻玻璃液粘粘度,使使其满足足成型要要求的粘粘度。均均化是指指把澄清清池中温温度高,,粘度小小,料质质步均匀匀的玻璃璃液在调调整匀化化池中充充分搅拌拌,使其其料质均均匀并达达到光学学质量的的要求。。在调整整均化中中是一边边降温,,一边不不停搅拌拌。(4)玻璃粘粘液分配配:玻璃璃液由铂铂金供料料管精确确控制温温度以调调节粘度度及流量量后流出出,用特特种钢的的剪刀切切成要求求重量的的料滴。。3.自动压型型:具具有有合适粘粘度及要要求重量量的玻璃璃液料滴滴,注入入模具型型腔内,,经自动动压型机机压制成成镜片毛毛坯。♀4.退火::压压制后,,经取出出装置使使镜片毛毛坯脱离离模具进进入网带带退火炉炉,镜片片毛坯重重新被加加温到退退火温度度,保持持一段时时间,然然后按控控制的速速度降温温以消除除内应力力。5.检测入库库:镜镜片片毛坯退退火消除除内应力力后,进进行各项项物理特特性及外外观质量量的检测测,剔除除不合格格产品。。检测的的主要项项目有::折射率率,阿贝贝数,内内应力,,条纹,,气泡,,直径,,曲率,,中心厚厚,边缘缘厚,等等。光学玻璃璃眼镜片片的连熔熔成型工工艺,工工序少,,自动化化程度高高,成品品率达80%以上,,目前世界上上采用的的先进工工艺。♀二.光学玻璃璃镜片的的冷加工工眼镜片冷冷加工是是将已热热压成型型的玻璃璃镜片毛毛坯研磨磨成所需需的毛边边眼镜片片。(一)常常用计算算公式1.屈光度公公式FD=(n-1)(1/r1-1/r2)2.后顶点镜镜度薄透透镜公式式由于测量量时仪器器的限制制(主点点计算复复杂),,眼镜片片的实际际屈光度度以眼镜镜后顶点点(近眼眼面顶点点)到焦焦点的距距离倒数数为实测测值。FD=1/fD♀2.模具屈光光度Ti计算公式式(模具具工作面面的曲率率半径))模具屈光光度以nd=1.523为标准设设计的,,若镜片片材料的的折射率率n不等于1.523,要磨出出屈光度度为Fi的镜片,,就要采采用模具具屈光度度公式::Ti=0523Fi/(n-1)3.镜片厚度度计算公公式弧矢高::S=r-√r2-y2若:曲面面的屈光光度F已知,则ri=(n-1)*1000/Fi(毫米)现代镜片片采用新新月型中心厚度度t=s1+e-s2(mm)♀4.环曲面面镜片表表达式散光镜片片(球柱柱联合透透镜)一一个表面面为球面面,另一一个表面面为环曲曲面(有有两个最最大最小小且相互互垂直的的曲率,,这两部部分曲率率半径差差引起的的屈光度度差就是是柱镜值值)♀外散镜片片——环曲面在在凸表面面环曲面镜镜片表达达式为(+)基弧/正交弧F1—————————=——(-)球弧F2内散镜片片——环曲面在在凹面环曲面镜镜片表达达式为(+)球弧F1—————————=——(-)基弧/正交弧F2♀式中:FD——镜片屈光光度fd`——焦距(米米)F1——凸表面屈屈光度F2——凹表面屈屈光度r1——凸表面曲曲率半径径(米))r2——凹表面曲曲率半径径(米))n,n`——镜片材料料折射率率y——镜片半径径(毫米米)♀(二)眼镜镜片冷加加工生产产工艺流流程图镜片毛坯坯粗粗磨(铣铣削)精磨抛抛光检检测入库库(三)各各生产工工序简介介1.毛坯:在批量生生产中,,采用型型料毛坯坯进行加工,,以减少少研磨工工作量,,一般毛毛坯凸面镜度与与加工镜镜度相近近,毛坯坯凹面镜镜度小于加工镜镜度。♀2.粗磨(铣铣削)国内外先进进的粗加工工采用铣磨磨机床进行单片磨削削,使被加加工镜片表表面达到一一定的曲率半径径和表面粗粗糙度。磨削原理金刚石磨轮轮轴线与镜镜片工作轴轴轴线的夹角为α,相交于0点,各自绕绕轴线旋转,两个运运动结合在在一起,就就铣磨出镜镜片所需的球面面的曲率半半径。球面面屈光度的的变化,只要调调整夹角为为α即可。♀3.精磨抛光精磨与抛光光采用同一一种设备,,只不过磨磨料不同,精磨采采用金刚石石丸片,抛抛光采用聚聚氨脂、氧氧化铈抛光片片。精磨是改善善粗磨(铣铣削)后镜镜片表面的的曲率半径和表面面粗糙度,,抛光是消消除精磨后后镜片表面面的加工痕迹迹,达到光光洁,透明明,屈光度度正确的最最终要求。精磨与抛光光是采用专专业模具,,凸模加工工镜片凹表面,凹凹模加工镜镜片凸表面面,模具表表面曲率与与加工镜片曲曲率基本相相同。♀4.散光镜片的的研磨散光镜片铈铈环曲面镜镜片,在镜镜片的两个个主子午线上屈光光度不同且且相互垂直直。通常,,研磨球面面镜片的设备备不能用来来生产曲环环面镜片而而生产曲环环面镜片的设设备可用来来加工球面面镜片。因因为任何球球面镜片都可可看作为柱柱镜度为零零的散光镜镜片。(1)环曲面的的位置目前国内外外都采用内内散加工来来取代外散散。原因是,内散散镜片外表表面是球面面,曲率一一致,装配配后美观,对对带有主镜镜度的双光光,三光,,渐进多焦焦镜片,由于于下加光都都在凸表面面,所以环环曲面放在在凹而最合适适。♀(2)环曲面铣铣磨原理曲率半径小小(屈光度度高)子午午线有砂轮轮偏转一定角度消消磨削成;;曲率半径径大(屈光光度低)子午线由砂砂轮随拖板板作圆弧摆摆动而磨削削成;该曲率半径的的大小是调调整砂轮端端面到摆动动中心的距离。加工工时,镜片片在工件轴轴上随轴旋旋转,砂轮轮在绕自身轴轴转动时,,同时随拖拖板作圆弧弧摆动。(3)环曲面精精磨与抛光光采用的模具具也是环曲曲面,研磨磨时,运动动轨迹沿两个主子子午线方向向滑动与镜镜片环曲面面接触,进进行精磨与抛抛光。♀§3—2光学塑料镜镜片的制造造一.CR—39镜片的制造造(一)生产产工艺流程程图配料注注料烘烘箱固化化脱脱衬圈烘烘干模具准备模模具准备开开合取片片去应力检测♀各生产工序序简介1.配料:把CR—39单体(液态态)与催化化剂(微量)混合,,搅拌均匀匀。2.模具准备(1)模具由凸凸模,凹模模,衬圈,,夹子组成成。(2)凹凸模均均由光学玻玻璃制造,,凸模工作作面曲率决定镜片片凹表面镜镜度,凹模模工作面曲曲率决定镜镜片凸表面的的镜度。(3)衬圈起固固定凸,凹凹模以及控控制凸凹模模表面间隙作用。。(4)夹子给凸凸凹模一个个夹紧力,,防止注料料时溢料。♀3.注料:把配好的CR-39混合料注入入模具凸凹凹模型腔内内,排放在在烘架上。。4.烘箱固化:把注好料挂挂在烘架的的模具推入入烘箱,在在适当的温温度中,烘烘一定时间间,是CR—39液体固化。。5.脱衬圈:从烘箱内取取出模具后后,去除夹夹子,衬圈圈,并对凸凸凹模及之之间镜片外外边缘进行行清洗。6.烘干:把清洗后的的凸凹模及及之间的镜镜片放入烘烘箱,烘干干水份。♀7.开合取片:趁热打开凸凸凹模,取取出镜片放放在烘架上上把凸凹模模工作表面面用压缩空空气吹干净净,重新组组装模具。。8.烘箱去应应力:把开合取出的的镜片放入烘烘箱:加热到一一定温度,保保持一段时间间,然后随炉炉冷却,以减少少CR-39镜片的内应力力。9.检测:把去应力后的的CR-39镜片送到检测测部门按标准对对镜片进行检检测,主要项项目有:屈光光度,表面光洁洁度,气泡,,厚度,直径径……等。♀二.PC镜片的制造热塑性塑料镜镜片的制造是是用热塑机把把热塑性塑料料树脂及添加加剂加热熔融融后注入镜片片模的型腔,,冷却固化后后开模取出镜镜片即成。PC镜片,PMMA(有机玻璃))镜片,PS(聚苯苯乙烯烯)镜镜片等等都是是用此此方法法制成成。♀§第四章章眼眼睛片片的镀镀膜工工艺一.眼眼镜片片镀膜膜在镜片片表面面用物物理或或化学学的方方法镀镀上具具有一一定厚厚度和和层数数的光光学薄薄膜。。二.光光学薄薄膜的的作用用赋予镜镜片本本身不不具有有的光光学,,化学学和机机械性性能。。例如::减反反膜,,反射射膜,,加硬硬膜,,憎水水膜,,彩膜膜,保保护膜膜(分分光膜膜,滤滤光膜膜,偏偏振膜膜)等等。三.光光学薄薄膜的的分类类1.按结结构分分:单单层膜膜,双双层膜膜,三三层膜膜,多多层膜膜……2.按性性能分分:减减反膜膜,反反光膜膜,加加硬膜膜,保保护膜膜……3.按反反射干干涉光光的颜颜色分分:绿绿膜,,红膜膜,蓝蓝膜,,紫膜膜……♀四.光光学薄薄膜的的镀膜膜方法法:1.化学学镀膜膜以浸泡泡为主主,操操作时时,把把镜片片浸入入成膜膜溶液液内,,成膜膜物质质在镜镜片表表面上上互相相化学学反应应而成成膜的的镀膜膜方法法。例例如::加硬硬膜。。2.物理理镀膜膜以真空空镀膜膜为主主,操操作时时,把把镜片片排列列在真真空镀镀膜机机内,,加热热成膜膜材料料使其其汽化化被镜镜片吸吸附而而成膜膜。例例如::减反反膜♀五.减减反膜膜1.作用用:光光线通通过镀镀膜镜镜片后后,减减少反反射光光,增增大透透射光光。2.效果果:视视物特特别清清晰,,有没没装镜镜片的的感觉觉。3.反射射率R反射率率R=[(no-ng)/(no+ng)]2式中中no-----空气气的的折折射射率率为为1ng-------玻璃璃的的折折射射率率例如如::冕冕牌牌玻玻璃璃((K牌))ng=1.523因为为单单面面反反射射率率R单=[(1-1.523)/(1+1.523)]2=0.04297=4.297%双面反射射率R双=4.297%+(1-4.297%)x4.297%=8.409%♀所以冕牌牌玻璃的的透光率率为91%(还有少少量的吸吸收,散散射)反射率与与折射率率成正比比,折射射率越高高,反射射率也越越高。例如:超超薄镜片片折射率率ng=1.7时。R单=[(1-1.7)/(1+1.7)]2=6.72%♀4.减反膜原原理减反膜是是利用表表面的膜膜层厚度度,使得得膜层前前后面产产生的反反射光互互相干涉涉(抵消消),从从而达到到减反效效果。在镜片表表面镀一一层薄膜膜,只要要这层薄薄膜的光光学厚度度满足以以下条件件,能降降低镜片片的反射射率,并并使某一一波长为为λ光的反射射率为零零。条件1。膜层的的光学厚厚度d1要满足n1d1=λ。*(2K+1)/4K=0,1,2,----♀条件2。膜层材材料的折折射率n1为镜片材材料折射射率ng和空气的的折射率率为no乘积的平平方根。。n1=√ngno例如冕冕牌玻璃璃,ng=1.523。黄光λ。=550nm,取K=0解:膜层光学学厚度n1d1=λ。/4=550/4=137.5nm=0.1375μmn1=√ngno=√1*1.523=1.234d1=(λ。/4)/n1=0.1375/1.234=0.1114μm式中:d1——膜层的几何厚厚度♀由于目前国内内外还没有制制造出折射率率为1.234的膜层材料,,而现在最常常用的膜层材材料为氟化镁镁,其折射率率为n1=1.38,所以反射率率不能降为零零.5.多层减反膜膜单层减反膜受受材料的限制制,增透能力力不高,为进进一步提高增增透能力,可可在镜片上镀镀两层,三层层……多层减反膜。。两层减反膜::氟化镁膜层层/一氧化硅膜层层/镜片,在可见见光范围内,,反射率R<1%三层减反膜::氟化镁/氧化锆/三氧化二铝/镜片:在可见见光范围内,,反射率R<0.5%♀六,反射膜作用:增加某某一波段的反反射光线。1:镀铬眼镜片片普通镜片上镀镀一层铬膜,,在可见光区区的反射率为为50%~55%,外观像反光光镜,可用作作太阳镜,运运用于野外雪雪地。2;防微波眼镜镜片在普通镜片上上镀一层铜膜膜,在可见光光区的平均反反射率为74%,但在红外区区反射率很高高,能有效地地阻止微波射射入眼睛♀七.抗污膜((顶膜,防水水膜)原理:镜片表表面有多层减减反膜后,可可发现减反膜膜层呈孔状结结构,所以油油污极易浸润润至该膜,从从而降低减反反效果。因此此在减反膜层层上再镀一层层顶膜,使其其具有抗污防防水能力。顶膜应非常薄薄,否则会影影响减反膜的的光学性能。。顶膜镀膜工工艺:可用浸浸泡法,但多多用真空镀膜膜。八.硬膜(耐磨损损膜)(一)工艺特特点:1.多道清洗。2.浸入膜液中,,在一定时间间后以一定速速度提起。加加硬液中即含含有有机基质质,又含有包包括硅元素在在内的无机超超微粒物。3.提起后在100度左右烘箱箱中聚合4--5小时,镀层层厚约3--5微米(3--5u)。♀(二)硬膜膜测试方法法;1.磨砂试验::把镜片置置于盛有砂砂砾的容器器内,来回回摇动,再再用雾度计计测镜片摩摩擦前后的的光线漫反反射量。2.钢丝绒试验验:用一定定规格的钢钢丝绒,在在一定的压压力与速度度下,在镜镜片表面摩摩擦一定次次数,检测测方法同上上。(三)减反反膜与硬膜膜关系;减反膜是用用无机金属属氧化物材材料(非理理薄),硬硬且脆。对对于玻璃与与树脂片,,由于片基基硬度不同同,其效果果亦不同。。对树脂片来来说,应先先镀硬膜再再镀减反膜膜。♀九.复合膜:对对有机镜片片而言,理理想的表面面系统处理理应为耐磨磨损膜、多多层减反膜膜、抗污膜膜构成的复复合膜。其其分布厚度度为:硬膜;最最厚。减反膜;其其次(的300--400nm)。顶膜;最最薄。十.真空镀镀膜工艺1;真空镀膜膜机真空镀膜机机由真空室室,膜层厚厚度控制装装置,电气气系统,抽抽气系统等等四部分组组成。♀2;真空镀膜膜原理:真空镀膜就就是在真空空容器中,,把膜层材材料加热气气化(温度度为1000*—2000*C)。由于真真空度足够够高,气化化的原子与与分子几乎乎不经碰撞撞。就直接接到达位于于一定距离离的镜片上上,凝聚成成均匀的薄薄膜。3:真空镀膜膜操作步骤骤清洗眼镜片片->将镜片装上上夹具->将夹具装入入钟罩->清洗钟罩->制作蒸发源源->添加膜层材材料->抽真空->离子轰击,,清除镜片片上手印等等污迹->基体体加加热热->膜层层材材料料欲欲熔熔->蒸镀镀->关机机->半小小时时后后充充入入空空气气->开罩罩取取出出工工件件->检验验♀§第五五章章多多焦焦点点眼眼镜镜片片§5—1多焦焦点点镜镜片片多焦焦点点镜镜片片是是指指有有二二个个或或二二个个以以上上焦焦点点((光光学学中中心心))常用用的的有有::双双焦焦片片((双双光光)),,三三焦焦点点((三三光光)),,渐渐进进多多焦点点镜镜片片双焦焦点点镜镜片片目前前常常用用的的双双焦焦点点镜镜片片可可分分为为::胶胶合合型型,,熔熔凝凝型型,,整整体型型三三类类。。1;胶胶合合型型双双焦焦镜镜片片(1)主主片片,,子子片片采采用用同同一一折折射射率率的的光光学学玻玻璃璃制制成成用用光光学学树树脂脂粘粘在在一一起起。。(2)主主片片的的加加工工与与一一般般镜镜片片相相同同,,当当左左右右两两主主片片屈屈光光度度不不同同时时,,尽尽量量调调整整前前表表面面,,使使凹凹面面镜镜片片曲曲率率一一致致,,便便于于子子片片加加工工和和胶胶合合。。♀2;熔熔凝凝型型双双焦焦镜镜片片也称称无无形形双双光光,,即即手手摸摸不不出出界界面面(1)主主片片用用折折射射率率较较低低的的冕冕牌牌玻玻璃璃,,子子片片用用折折射射率率较较高高的的火火石石玻玻璃璃,,熔熔凝凝而而成成(2)在在主主

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