Оптические компоненты сопровождают нас практически во всех повседневных применениях - от камер сотовых телефонов до датчиков расстояния в автомобилях и объективов для камер высокого разрешения. Рынок оптических компонентов растет годами - техническая важность антибликовых покрытий, соответственно, высока. Это необходимо для того, чтобы избежать низкой освещенности, потери контраста на изображениях и «ореолов», вызванных неконтролируемым отраженным светом. Сеть исследователей из области науки и бизнеса, координируемая Carl Zeiss Jena GmbH, разработала антирефлексную технику в рамках недавно завершенного проекта «Цветовые нейтральные интерференционные слои для антибликовой обработки с учетом органических наноструктур», или для краткости FIONA.которые охватывают гораздо более широкий диапазон длин волн и поэтому должны также иметь возможность отражать сильно изогнутые линзы.
Согласно недавнему исследованию, проведенному Markets & Markets, годовой объем продаж оптических покрытий составил около 1,02 млрд. Долл. США (2014 год), причем прогнозируемый темп роста к 2020 году составит 8,4%. Из этих цифр становится ясно, что разработка широкополосных AR-покрытий для поверхностей сложной формы играет все более важную роль в производстве оптики.
Непрерывный показатель преломления между поверхностью и окружающей средой
Оптимальное антибликовое покрытие имеет непрерывную кривую показателя преломления между поверхностью подложки и окружающим воздухом. По этой причине антибликовое покрытие может быть улучшено, если для последнего слоя системы интерференционных слоев используется материал с очень низким показателем преломления. Наноструктуры с размером структуры, меньшим длины волны света, действуют на поверхность как слой с очень низким показателем преломления. Поэтому конкретной целью проекта было разработать процесс антибликовой обработки с использованием наноструктурированных слоев. Полученные в результате системы слоев характеризуются новыми комбинациями классических систем интерференционных слоев с такими наноструктурами. Так называемые субволновые структуры с глубиной структуры в несколько сотен нанометров были созданы различными методами. На Fraunhofer IOF установившийся процесс плазменного структурирования «AR-Plas» был применен к новым органическим слоям, в то время как Carl Zeiss Jena GmbH сосредоточилась на неорганических наноструктурах, состоящих из диоксида кремния и фторида магния.
Диапазон воздействия от визуального до инфракрасного спектрального диапазона
Недавно разработанные слои являются мировыми лидерами по своей функциональности на изогнутых линзах. В этом контексте особенно следует отметить значительно расширенное угловое восприятие антибликовых покрытий, более однородный эффект покрытия AR на сильно изогнутых поверхностях и эффект AR в гораздо более широких спектральных диапазонах. Достигнутый антибликовый эффект распространяется от визуального до инфракрасного спектрального диапазона и выглядит нейтральным по цвету даже с большей кривизной на линзах. Среднее остаточное отражение менее 0,3%, достигаемое в спектральном диапазоне от 400 нм до 1500 нм, вряд ли может быть достигнуто с классическими интерференционными слоями. Метод был исследован для многих оптических компонентов, таких как оптические линзы для объективов камер, микроскопов и медицинских приборов. Улучшенный антибликовый эффект может быть продемонстрирован на демонстрационных линзах от партнеров проекта. Кроме того, говорят, что первая испытательная линза с недавно покрытыми линзами достигла улучшенных оптических свойств.
Трехлетняя научно-исследовательская работа финансировалась Федеральным министерством образования и науки (BMBF) в рамках финансовой инициативы «Инновационные применения плазменных технологий». Партнерами проекта были Agfa-Gevaert Health Care GmbH, asphericon GmbH, Carl Zeiss Jena GmbH, Leica Microsystems GmbH, Qioptiq Photonics GmbH & Co. KG и Институт прикладной оптики и точной механики им. Фраунгофера. (Ш)