光學(xué)薄膜在電光源領(lǐng)域中運用情況探討

作為現(xiàn)代光學(xué)的一個重要分支，光學(xué)薄膜是在光的波動理論及相關(guān)理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。光學(xué)薄膜已廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)器件(如激光諧振腔、干涉濾波片、光學(xué)鏡頭等)，它在電光源領(lǐng)域中的重要作用亦逐漸為人們所認(rèn)識。

一、單層膜系的應(yīng)用

1.作為紅外反射層

在電光源中，單層膜系較早用于低壓納燈中。低壓納燈的電弧管的溫度必須保證在260OC才能使其可見光輸出最大。除了在內(nèi)管與外泡殼之間抽成真空以防對流熱損耗外，還采用化學(xué)噴涂法在外泡內(nèi)壁涂有氧化銦摻雜錫的薄膜。該薄膜能將紅外輻射反射回內(nèi)管，并透可見光。在金鹵燈內(nèi)管芯電極附近的涂層亦有類似作用。

2.改變光源的分布

其典型應(yīng)用為熒光燈的定向照明，采用TiO2內(nèi)涂層熒光燈管改變其原有的徑向?qū)ΨQ的光分布，以達到定向照明的目的，如反射式熒光燈、隙縫式熒光燈等。

3.用于環(huán)保光源

TiO2單層膜系對可見光透過率較高。此外，這層光學(xué)膜具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。在紫外線輻射下，內(nèi)部空穴擴散到表面，可與吸附在其表面的羥基發(fā)生作用，形成活性極高的羥基基因，可分解其表面粘附的有機物、灰塵粒子，同時起到滅菌效果。采用這種薄層的燈只要少量的紫外線輻射，其環(huán)保作用較為顯著，可應(yīng)用于室內(nèi)照明及室外泛光照明，亦可應(yīng)用于水處理、空氣凈化等環(huán)保領(lǐng)域。

二、多層介質(zhì)膜的應(yīng)用

單層介質(zhì)膜選擇性地提高反射率，但使反射率的進一步提高則就該使用多層介質(zhì)膜。對于λ/4膜系，只要用高、低折射率材料交替涂覆蓋于基底(玻璃)，就可使反射率很大。兩種薄膜材料折射率相差越大，效果越好，多層介質(zhì)膜主要應(yīng)用于：

1.節(jié)能光源

鎢絲燈泡、燈管(白熾燈、鹵鎢燈)仍是目前室內(nèi)照明的主要光源，其效率極低。采用多層介質(zhì)膜可將部分紅外線反射回?zé)艚z，重新加熱燈絲，以減少維持燈絲溫度所需的電力消耗，提高光效，達到節(jié)能效果。

2.彩色光源

多層介質(zhì)膜選擇性反射可調(diào)整光源的光譜功率分布，以使光源的顏色適合需要。國內(nèi)采用該技術(shù)研制了新汽車防霧燈。該技術(shù)可應(yīng)用于彩色燈泡、驅(qū)蚊燈的生產(chǎn)。采用介質(zhì)膜技術(shù)生產(chǎn)的彩色泡比用彩色玻璃或瓷漆獲得的顏色多，光效亦較高。

3.冷光束光源

在燈泡或燈具上涂上合適的干涉膜可除去紅外線減少對被照物的熱輻射，這種光源廣泛應(yīng)用于影視、食品冷藏、博物館等領(lǐng)域的照明。

光學(xué)薄膜在電光源中的應(yīng)用已日漸廣泛，但就目前來說，仍處于初期階段。單層膜系應(yīng)用較早，工藝日臻完善，這給多層膜系的研究開發(fā)積累了經(jīng)驗?？紤]經(jīng)濟及效率等因素，多層膜系甚至電光源中的工業(yè)化、市場化應(yīng)用尚需進一步研究開發(fā)。我們相信，隨著相關(guān)材料的不斷涌現(xiàn)、精密設(shè)備的應(yīng)用以及新工藝的應(yīng)用研究，光學(xué)薄膜技術(shù)的應(yīng)用必將為電光源行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。