光學(xué)薄膜生產(chǎn)方式及設(shè)計分析軟件

光學(xué)薄膜系指在光學(xué)元件或獨立基板上，制鍍上或涂布一層或多層介電質(zhì)膜或金屬膜或這兩類膜的組合，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改變。故經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計可以調(diào)變不同波段元件表面之穿透率及反射率，亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。

光學(xué)薄膜在我們的生活中無處不在，從精密級光學(xué)設(shè)備、顯示器設(shè)備到日常生活中的光學(xué)薄膜應(yīng)用；比方說，平時戴的眼鏡、數(shù)碼相機(jī)、各式家電用品，或者是標(biāo)簽上的防偽技術(shù)，皆能被稱之為光學(xué)薄膜技術(shù)應(yīng)用之延伸。倘若沒有光學(xué)薄膜技術(shù)作為發(fā)展基礎(chǔ)，近代光電、通訊或是鐳射技術(shù)將無法有所進(jìn)展，這也顯示出光學(xué)薄膜技術(shù)研究發(fā)展的重要性。

光學(xué)薄膜按應(yīng)用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學(xué)保護(hù)膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4種。光學(xué)反射膜用以增加鏡面反射率，常用來制造反光、折光和共振腔器件。光學(xué)增透膜沉積在光學(xué)元件表面，用以減少表面反射，增加光學(xué)系統(tǒng)透射，又稱減反射膜。光學(xué)濾光膜用來進(jìn)行光譜或其他光性分割，其種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。光學(xué)保護(hù)膜沉積在金屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面，用以增加其強(qiáng)度或穩(wěn)定性，改進(jìn)光學(xué)性質(zhì)。最常見的是金屬鏡面的保護(hù)膜。

光學(xué)級聚酯薄膜采用光學(xué)級聚酯原料，經(jīng)多層共擠雙向拉伸制得，具有低霧度和高透光率、表面光潔度高、厚度公差小等出色的光學(xué)性能，是生產(chǎn)光學(xué)薄膜主要基材。由于光學(xué)級聚酯薄膜技術(shù)門檻較高，對樹脂原17料和薄膜加工設(shè)備有極高要求，加工車間潔凈度要求也極高，國內(nèi)現(xiàn)有的一般聚酯薄膜生產(chǎn)線無法生產(chǎn)，目前國內(nèi)光學(xué)級聚酯薄膜產(chǎn)能很小，為發(fā)展光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)所需的大量光學(xué)級聚酯薄膜需從國外進(jìn)口。

光學(xué)薄膜的生產(chǎn)方式主要分為干法和濕法的生產(chǎn)工藝。所謂的干式就是沒有液體出現(xiàn)在整個加工過程中，例如真空蒸鍍是在一真空環(huán)境中，以電能加熱固體原物料，經(jīng)升華成氣體后附著在一個固體基材的表面上，完成涂布加工。濕式涂布一般的做法是把具有各種功能的成分混合成液態(tài)涂料，以不同的加工方式涂布在基材上，然后使液態(tài)涂料干燥固化做成產(chǎn)品。

光學(xué)薄膜中即使出現(xiàn)十分微小的瑕疵，也會導(dǎo)致輸出光束質(zhì)量的下降，嚴(yán)重時將引起整個系統(tǒng)的癱瘓，光學(xué)薄膜的損傷將直接影響到整個系統(tǒng)的設(shè)計方案以及今后系統(tǒng)運(yùn)行的性能，所以，鍍膜生產(chǎn)過程中的鍍膜參數(shù)的設(shè)置非常的重要。

在鍍膜生產(chǎn)前，可使用專業(yè)的光學(xué)鍍膜分析軟件Essential Macleod對鍍膜制程進(jìn)行設(shè)計，包含鍍膜機(jī)器的詳細(xì)設(shè)置、材料源及治具因子以及監(jiān)控系統(tǒng)。使用者也可以使用跑單生成器對既定的機(jī)器配置，進(jìn)行鍍膜設(shè)計的監(jiān)控規(guī)劃。而TFCalc Reoptimize可以與鍍膜機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，及時補(bǔ)償鍍制前層膜時的公差，保證最后的成品膜的性能合格。

光學(xué)薄膜設(shè)計和分析的通用工具是TFCalc軟件，可用于設(shè)計各種類型的膜系。支持各種膜系的建膜，模擬各種類型的光照，如錐形光束，隨機(jī)輻射光束等。不僅能對反射率、透過率、吸收率、橢偏參數(shù)分析，還能對膜系反射和透過顏色分析等，它集合了各種分析功能，可以和Matlab等其他軟件一起使用，支持對膜系性能的分析。

TFCalc 軟件是膜系設(shè)計軟件中提供創(chuàng)新方法的領(lǐng)導(dǎo)者。例如，TFCalc允許活動材料-材料的折射率隨著外部影響而改變，這個功能是其它商業(yè)軟件沒有的功能。

由于光學(xué)薄膜是一項專業(yè)性較強(qiáng)的技術(shù)，所以對于使用者來說，更希望設(shè)計軟件能容易使用，特別是對僅僅偶爾使用軟件的工程師來說這一點更加重要，TFCalc 軟件包中包含了大量的設(shè)計實例，提供使用者學(xué)習(xí)，TFCalc的界面非常的人性化，使用的是標(biāo)準(zhǔn)的windows和蘋果機(jī)程序；薄膜設(shè)計工程師利用菜單、對話框和窗口來輸入并顯示結(jié)果。所以TFCalc 已是光學(xué)薄膜設(shè)計工程師中使用最廣泛軟件。