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截止斜率可控的蓝光防护光学薄膜

王雨思 周贤建 李青原 叶钊松 蔡源海 刘近秋 陈楠 卜轶坤

王雨思, 周贤建, 李青原, 叶钊松, 蔡源海, 刘近秋, 陈楠, 卜轶坤. 截止斜率可控的蓝光防护光学薄膜[J]. 中国光学. doi: 10.37188/CO.2020-0212
引用本文: 王雨思, 周贤建, 李青原, 叶钊松, 蔡源海, 刘近秋, 陈楠, 卜轶坤. 截止斜率可控的蓝光防护光学薄膜[J]. 中国光学. doi: 10.37188/CO.2020-0212
WANG Yu-si, ZHOU Xian-jian, LI Qing-yuan, YE Zhao-song, CAI Yuan-hai, LIU Jin-qiu, CHEN Nan, Bu Yin-kun. Blue-blocking protective optical thin films based on cutoff slope control[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.2020-0212
Citation: WANG Yu-si, ZHOU Xian-jian, LI Qing-yuan, YE Zhao-song, CAI Yuan-hai, LIU Jin-qiu, CHEN Nan, Bu Yin-kun. Blue-blocking protective optical thin films based on cutoff slope control[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.2020-0212

截止斜率可控的蓝光防护光学薄膜

doi: 10.37188/CO.2020-0212
基金项目: 国家自然科学基金联合基金项目(No. U1505253);厦门市科技计划项目(No. 3502Z20183003)
详细信息
    作者简介:

    王雨思(1995—),女,天津人,厦门大学硕士研究生,主要从事颜色薄膜、光学薄膜的设计、制备与表征技术,光学薄膜材料物理方面的研究。Email:17854212425@163.com

    周贤建(1969—),男,福建三明人,高级工程师,1991年毕业于厦门大学获硕士学位,主要从事PC镜片设计、防蓝光防辐射镜片设计、制造及PC护目镜的研究开发。Email:roger@riccino.com.cn

    卜轶坤(1979—),男,河北张家口人,博士,副教授,硕士生导师,2007年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事结构色薄膜、光学防护薄膜设计、制备及应用等方面的研究。Email:buyikun0522@xmu.edu.cn

  • 中图分类号: O439

Blue-blocking protective optical thin films based on cutoff slope control

More Information
  • 摘要: 为了减少短波蓝光对人眼的伤害,同时确保蓝光对人体节律的有益调节,精确控制400−500 nm的透射斜率在蓝光防护中尤为重要。本文提出非线性玻尔兹曼函数拟合长波通薄膜的方法,分别通过非线性及线性光谱目标值优化得到膜系结构(Z1)和(Z2)。通过对比(Z1)和(Z2)薄膜的光谱和导纳图,分析可知经非线性目标值优化后的薄膜具有可控的斜率和更好的通带光谱性能。采用电子束蒸发离子束辅助沉积的方法制备了14层蓝光防护薄膜,其光谱性能满足新国标GB/T38120—2019的技术要求。结果表明,所制备的单面光学多层薄膜在紫外385−415 nm的平均透过率小于3.2%,高能蓝光415−445 nm的平均透过率小于30.88%,有益蓝光445−475 nm的透过率大于81.9%,在剩余可见光波段的透过率大于95.5%。该方法为蓝光防护提供了一个新的解决方案,对于视觉防护,移动终端、眼镜、电脑桌面、移动数字屏幕等有潜在应用价值。
  • 图  1  非线性目标值的光学薄膜设计流程图

    Figure  1.  Flowchart of optical thin film design based on a nonlinear target

    图  2  蓝光阻隔参数τs,b与昼夜节律影响参数τc计算结果

    Figure  2.  The calculation results of blue hazard factors τs,b and circadian rhythm factors τc

    图  3  基于非线型(Z1)及线型(Z2)目标值设计蓝光防护薄膜的仿真透过率和导纳轨迹曲线

    Figure  3.  Theoretical design of transmittance curve of blue light protective film based on nonlinear(Z1) and linear (Z2) targets

    图  4  蓝光防护薄膜的400−800 nm透射曲线

    Figure  4.  Transmission of the blue light protective thin film at 400−800 nm

    表  1  GB/T38120—2019蓝光防护膜的光透射比要求

    Table  1.   GB/T38120—2019 The light transmittance requirement of blue-blocking protective thin films

    光谱范围λ/nm光透射比要求
    385≤λ<415<75%
    315≤λ<445≤80%
    445≤λ<475>80%
    475≤λ<505>80%
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    表  2  玻尔兹曼目标值参数取值

    Table  2.   Value of Boltzmann target parameter

    拟合函数 Boltzmann
    $y = {a_2} + \dfrac{ { {a_1} - {a_2} } }{ {1 + {e^{({\rm{x} } - { {\rm{x} }_0})/{\rm{dx} } } } } }$
    参数A1B1C1D1A2B2C2D2
    A100000000
    A2100100100100100100100100
    X0460440420400460440420400
    dx1010101030303030
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    表  3  TiO2和SiO2单层膜的光学常数

    Table  3.   Optical constants of the TiO2 and SiO2 thin films

    光学常数
    波长(nm)TiO2SiO2
    nknk
    4002.60.00011.480
    4502.5101.470
    5002.4401.470
    5502.3901.4670
    6002.3701.460
    6502.3401.460
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  • 网络出版日期:  2021-03-27

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