溶胶-凝胶法制备宽带减反膜

为了克服单层减反射膜剩余反射高，色彩还原性能差的缺点，需要制备宽带减反膜。纳米多孔SiO2薄膜可以实现很好的宽带减反效果。本文用光学薄膜设计程序模拟了光学参数的变化对薄膜光学性能的影响，优化了薄膜的光学参数。实验上通过酸碱两步法和溶胶-凝胶技术制备了折射率梯度的纳米多孔SiO2宽带减反膜。采用椭偏仪、FE-SEM、紫外-可见分光光度计等方法研究薄膜的光学特性和表面形貌。结果表明实验制备的SiO2薄膜具有可控的纳米多孔结构，折射率在1．18～1．43之间可连续调节。形成的宽带减反膜在可见光区域的平均反射率仅为0．44％。     

辛基三甲氧基硅烷改性SiO2疏水减反膜的制备

以正硅酸乙酯为前驱体, 氨水为催化剂制备标准SiO₂溶胶, 然后在回流前后分别对普通SiO₂溶胶添加适量的辛基三甲氧基硅烷(OTMS)进行修饰, 得到OTMS改性SiO₂溶胶。用未进行OTMS修饰、回流前修饰和回流后修饰的溶胶分别制备减反膜, 并使用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、原子力显微镜和接触角测试仪对薄膜的结构和性能进行表征。结果表明: 回流前添加OTMS修饰剂制备的改性SiO₂减反膜具有最优异的耐潮湿环境稳定性能, 最高透过率可达99.7%以上; 与水的接触角达到120°, 在潮湿环境中放置4 w后, 透过率只下降0.23%。     

梯度折射率宽带减反射光伏玻璃研究

采用二次腐蚀法制备了梯度折射率减反射光伏玻璃。SEM分析表明,多孔减反射层的微结构尺度在20～30nm左右,膜层厚度为100～300nm。通过计算模拟,确定了膜层折射率分布形式为Gaussian-like型。制备的梯度折射率减反射光伏玻璃透过率>96%的带宽超过了1200nm;在390～1022nm波段的透过率>99%;在350～1084nm的双面反射率<1%,其中624～922nm的双面反射率低于0.2%。     

ITO多层减反膜系设计及制备研究进展

玻璃基片表面沉积ITO薄膜赋予玻璃诸多优异的电学、光学性能,但ITO薄膜的沉积也使得玻璃在可见光区透过率下降10%左右,在近红外区呈现高吸收、强反射现象,一定程度上弱化了ITO玻璃的部分应用。通过ITO多层减反膜的设计可以有效地解决上述问题,拓宽ITO薄膜玻璃的应用范围。本文首先阐述ITO薄膜沉积后光学曲线及该曲线各波段光学性能变化的理论解释,进而概述常规的减反膜系设计方法及膜层材料选择,并重点介绍ITO多层减反膜系的相关研究动态,本文结尾对ITO多层减反膜的设计和制备进行了展望。     

疏水膜、疏水性能评价及其自发脱水干燥

介绍了多孔疏水膜的定义、临界润湿值的概念、疏水膜的透水压力值和临界润湿值测试方法。区别于通常的外力加热等方法,介绍了利用疏水膜材料自身特性来实现疏水膜干燥的两种疏水膜自脱水干燥的方法.一种方法是控制膜污染润湿进程,当膜孔被润湿的深度小于该疏水膜材料的临界润湿值时,通过膜清洗实现疏水膜的自发脱水干燥.另一种方法是构建亲疏水双层复合疏水膜,当膜运行至产水电导率明显上升时,停机清洗,利用亲水材料与水之间的吸引力大于疏水材料与水之间的吸引力的特性使疏水膜孔自发脱水干燥.     

含氟硅乳液膜的梯度功能分布和疏水性能

采用核壳乳液聚合的方法制备出具有疏水性能的氟硅丙乳液.探讨了膜疏水性能的影响因素,通过水接触角和多功能光电子能谱仪表征了有机氟在孔液成膜中的梯度分布功能,发现由于甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷单体在涂膜固化过程中的马兰各尼效应以及与有机氟的相容性,对有机氟单体向表面迁移有促进作用,使膜疏水性能有较大提高.通过扫描电子显微镜观察到氟硅丙乳液膜表面呈现明显的由"蒲公英"状粒子排列交叉而成的枝状网络结构,与硅丙乳液膜有明显区别.     

低折射率疏水SiO_2薄膜的制备和表征

为了制备低折射率疏水SiO_2薄膜,将正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)在碱性条件下共水解缩聚,再以六甲基二氮硅烷(HMDS)做进一步的改性,采用提拉浸渍工艺在玻璃基底上制备单层增透膜。通过对溶胶粘度随老化时间的变化规律及HMDS添加对薄膜接触角影响等的分析与研究,制备了接触角最大的低折射率薄膜;同时对薄膜的红外特性、透过率、折射率进行了表征。结果表明:TEOS和DDS共水解缩聚提高了膜层疏水性,经HMDS改性后,薄膜的接触角为149°,折射率为1.12。     

超疏水膜的研究进展

近年来,由于超疏水膜表面在自清洁、微流体系统和特殊分离等方面的潜在应用,超疏水性膜的研究引起了极大的关注.本文着重讨论了超疏水膜的化学组成及物理结构、制备方法,并对超疏水膜的发展方向进行了展望.     

超导Nb膜表面减反膜技术研究

针对单光子探测芯片中超导Nb膜减反的问题,研究了磁控溅射Nb膜折射率光谱特性随Nb膜厚度变化的规律,同时研究了化学气相沉积法制备的SiO₂和SiN_x介质膜的折射率光谱特性。为降低超导Nb膜对633 nm光的反射比,在Nb膜表面设计和制备了SiO₂和SiN_x减反膜。测试结果表明:SiO₂和SiN_x使反射比明显减小,计算结果验证了这一趋势。     

溶胶-凝胶SiO2减反膜的制备与光学性能研究

碱催化溶胶-凝胶多孔SiO₂减反膜具有优异的光学性能及抗激光损伤性能,是高功率激光装置中的重要组成部分,但其与光学元件之间的结合强度低,使得膜层易发生接触破坏。本研究以“神光II”高功率激光装置溶胶-凝胶多孔SiO₂减反膜为基础,通过提拉法在其表层涂覆致密的SiO₂薄层后得到机械强度提升的双层SiO₂减反膜(SiO₂-MTES),并与常用的单层氨固化SiO₂减反膜(SiO₂-HMDS)进行相关应用性能的综合比较。结果表明,涂覆SiO₂-MTES的熔石英在约800 nm处的峰值透过率大于99.6%,运用1-on-1激光损伤阈值测试方法测得该双层SiO₂减反膜的零几率激光损伤阈值为51.9 J/cm²(1064 nm, 9.1 ns),与涂覆SiO₂-HMDS的性能相当。同时, SiO₂-MTES膜层与水的接触角达到117.3°,...     

新型复合双层光学增透膜的制备与性能

采用液面下降法在载玻片上制备了T iO2-S iO2/S t-MM A共聚物复合双层光学增透膜。考察了成膜材料组成对内外膜层折射率的影响规律,研究了紫外光辐照处理对内层无机膜厚度和折射率的影响,用紫外-可见分光光度计测试了增透膜的透过率。实验结果表明各膜层折射率随其组成比的变化而线性变化,内层膜和外层膜的折射率可分别在1.45~2.0和1.49~1.60之间连续可调。制备的双层光学增透膜在420 nm~600 nm光谱范围的透过率有很大提高,最高透过率达到99.5%,最高透过波长的位置可通过膜层厚度调整。     

渐变折射率分布型塑料光纤的研究

用甲基丙烯酸甲酯(MM A)作为基质,在离心设备上采用界面凝胶聚合技术成功地制备了中空的渐变折射率分布(G I)塑料光纤预制棒,避免了普通的界面凝胶聚合方法制备时容易出现气泡的现象,而且可以得到需要的折射率分布。将这样的空心预制棒在合适的条件下熔融拉丝,即可以得到连续、透明、实心的渐变分布折射率塑料光纤。     

特高折射率玻璃微珠的制备及折射率测量方法

采用高温吹制工艺制备出直径３０～５５μｍ、特高折射率玻璃微珠。以近轴光线成像的理论为基础，提出了用光学显微镜测量玻璃微珠折射率的简便方法。测得所制备玻璃微珠的平均折射率为２．４７；分析和讨论了测量方法的误差和实用性。     

高折射率红玻璃的研制及吸收特性

研制了折射率nD达1.65左右高含钡的BaO-SiO2-B2O3-ZnO系统的金红与硒红玻璃，从大量的熔制试验中，获得合适配方与无分相的透明玻璃，对原始玻璃进行合适的热处理，获得一定心潮珠Au与Cd(S,Se)颗粒，显示出红颜色，同时，对显色玻璃的透过光谱作了较详细的研究，发现玻璃组分中，BaO及TiO2的引入，不仅有效地提高了玻璃的折射率，还使得硒红玻璃的吸收边蓝移，同时发现，随着热处理时间的增加，硒红玻璃的吸收边明显红移；而金红玻璃未有明显的位移现象。     

高折光紫外光-热双重固化树脂的合成及其性能

合成了同时具有光固化基团(双键)和热固化基团(环氧)的高折光紫外光-热双重固化树脂,用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱表征了树脂结构。配制了一系列紫外光-热双重固化体系,用红外光谱表征了固化过程特征吸收峰的变化;测试了紫外光-热双重固化膜的凝胶率、吸水率、体积收缩率、折光率和表面水接触角。结果表明,高折光紫外光-热双重固化树脂固化后凝胶率可以达到96.4%以上,吸水率在0.87%以下,体积收缩率在6.87%以下,水接触角在60°左右,为亲水性表面。在相同稀释剂条件下,与双酚A环氧丙烯酸单酯光-热固化膜相比,其折光率由1.3014提高到1.5723。     

高折射率聚酯树脂粘合剂的合成及乳化

以2,6-萘二甲酸二甲酯(NDC)、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)、自制聚醚多元醇和乙二醇为原料,通过熔融缩聚的方法制得了系列聚酯树脂粘合剂。通过改变NDC的用量,研究了萘环含量变化对树脂折射率的影响。用凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁共振谱、折光率和粒度分析对产物结构及乳化性能进行了表征。结果显示,随着聚酯树脂中萘环含量的增加,折射率从1.6051提高到1.6271,并且聚酯树脂具有易乳化特性,水乳液放置90d后仍具有优异的分散性和稳定性。     

硫化锌—氟化铈均匀混合光学薄膜折射率性能的研究

本文分析了均匀混合介质薄膜折射率的三种理论计算方法,计算并实测了不同重量比的ZnS—CeF_3均匀混合薄膜的折射率。介绍了制备和研究混合薄膜的实验装置、淀积参数和镀制工艺。研究结果表明,ZnS重量比在混合膜中为40%或以下时,实测结果与理论计算值一致,其折射率的取值范围为1.70～1.95。本文还给出了ZnS—CeF_3混合薄膜样品的X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的实验结果,对其微观结构和结晶形态的分析与折射率的实测结果一致。最后,本文给出了两个ZnS—CeF_3混合薄膜的应用实例,它表明了该混合薄膜具有广泛的应用前景。     

热处理对共聚氟化聚酰亚胺薄膜折射率的影响

研究了高温热处理对4,4′-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)/均苯四甲酸二酐(PMDA)-4,4′-二氨基二苯醚(ODA)共聚氟化聚酰亚胺折射率的影响。随热处理温度升高,在完成亚胺化后,共聚氟化聚酰亚胺薄膜折射率的变化趋势取决于柔性链段/刚性链段(6FDA/PMDA)比例,刚性链段多,折射率随固化温度升高而增加,反之,折射率随固化温度升高而减小,即可以通过调节柔性链段/刚性链段比例实现热处理折射率的恒定。此外,只有当完成亚胺化且最高热处理温度相同时,共聚氟化聚酰亚胺折射率与含氟量才呈严格的线性关系。     

高折光率环氧/ZrO2纳米杂化材料的制备

采用溶胶-凝胶法在环氧E51中原位生成无机纳米ZrO₂团簇,并利用有机环氧分子链上的侧羟基与无机纳米团簇间形成化学键,以增加有机无机组分间的相容性,并防止无机纳米团簇在体系中团聚。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜和透射电镜等对其结构进行了表征,证明成功地在体系中原位生成了ZrO₂纳米粒子且分布均匀,所制备的薄膜材料具有很好的平整度。环氧/ZrO₂纳米杂化光学材料的折光率随着体系中无机纳米粒子含量的增加而呈线性增加,并实现折光率在1.512~1.749间连续可调;在可见光波长范围内,环氧/ZrO₂纳米杂化光学薄膜的透过率普遍维持在85%以上,当纳米粒子的含量增至25%后,透光率也能保持在80%以上。