本發(fā)明涉及光學薄膜領域，尤其是一種梯度折射率薄膜的制備方法及裝置。

背景技術：

在傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)中，各種光學元件所用的材料都是均質的，每個元件內部各處的折射率為常數(shù)。梯度折射率材料則是一種非均質材料，它的組分和結構在材料內部按一定規(guī)律連續(xù)變化，從而使折射率也相應地呈連續(xù)變化，可以提高光譜透射率、減少反射光。

制備梯度變化的折射率薄膜，一般需要幾種不同折射率的膜層材料疊加堆積得到。目前制備方法主要有三大類：一是多源共蒸法；二是反應沉積法；三是沉積參數(shù)(如沉積溫度，基底溫度，氣壓)的變化來實現(xiàn)折射率的變化，但這僅僅帶來折射率的微小改變。如專利(CN 102991033A)所述，便是采取溶膠—凝膠噴涂工藝制備二氧化硅增透膜玻璃，在玻璃表面產生梯度折射率的二氧化硅微層。

采用高低折射率交替組合的極薄膜層可以近似成中間折射率薄膜，只要薄膜厚度比參考波長要小得多，組合膜就可以看成是連續(xù)的。調節(jié)兩種材料的厚度比例，就可以合成高低折射率之間的任意折射率。如果把梯度折射率膜層分成多個子層，然后用極薄層組合來代替這些子層，就可以在很寬的波長范圍內達到梯度折射率的效果。專利(CN 101560653A)中提出一種原子層沉積法(ALD)制備梯度折射率薄膜的方法，但是找到兩種相容性好的高、低折射率單體很難。專利(CN 102069579B)提出一種納米疊層復合材料制備裝置，通過疊層復合發(fā)生器可以得到n×m^k層的多層結構納米復合材料，可用于形成極薄層組合。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種梯度折射率的光學膜制備方法及裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備方法是，將光固化樹脂與聚合物樹脂分別通過柱塞泵和擠出機共擠，經(jīng)過匯流器進入多級疊層復合發(fā)生器，形成光固化樹脂與聚合物樹脂交替疊加的極薄層組合，然后經(jīng)過光固化過程，使得內部液態(tài)的光固化樹脂固化，從而制備梯度折射率的光學膜。其中，聚合物樹脂為透明材料或透光性好的材料；光固化樹脂與聚合物樹脂一個為高折射率材料，一個為低折射率材料。在光固化階段前，樹脂處于黑暗狀態(tài)，不能見光以防止液態(tài)的光固化樹脂提前固化，影響最終制品性能。

實現(xiàn)上述方法的裝置為，一種梯度折射率的光學膜制備裝置由擠出機、柱塞泵、匯流器、疊層復合發(fā)生器、光固化裝置、收卷裝置組成。其中，擠出機、柱塞泵、疊層復合發(fā)生器通過匯流器相關聯(lián)，擠出機和柱塞泵的樹脂通過匯流器匯流進入到疊層復合發(fā)生器，疊層復合發(fā)生器是將入口流入的熔體經(jīng)過多個流道分開、扭轉及復合疊加后變成多層層疊熔體的裝置；經(jīng)過多級疊層發(fā)生器的樹脂進入光固化裝置對內部光固化樹脂進行光固化，光固化結束的極薄層組合樹脂進入收卷裝置進行收集。

本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置可根據(jù)折射率要求通過疊層復合發(fā)生器的個數(shù)及內部流道尺寸進行單層樹脂厚度的調節(jié)。

本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置在光固化裝置之前，即熔體流經(jīng)匯流器、疊層復合發(fā)生器進入光固化裝置之前，熔體樹脂處于黑暗狀態(tài)，直至進入光固化裝置進行光固化時，按照要求進行光照。

本發(fā)明的有益效果是：梯度折射率材料不僅僅局限于基體表面，整個材料均具有連續(xù)梯度折射率；該法制備的梯度折射率的光學膜工藝簡單，裝置簡便、可控性強，對材料的要求更廣泛，可以很好的提高光譜透射率、減少反射光，提高光利用效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置的裝置圖；

圖2為本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備方法的示意圖；

圖3為本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置的匯流器及疊層復合發(fā)生器流道圖。

圖中：1.擠出機，2.柱塞泵，3.匯流器，4.疊層復合發(fā)生器，5.光固化裝置，6.收卷裝置，7.光固化過程中的極薄層組合樹脂，8.梯度折射率光學膜制品，9.匯流器中光固化樹脂流道，10.疊層復合發(fā)生器流道，11.匯流器中聚合物樹脂流道。

具體實施方式

本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備方法具體實施例如圖2所示，將光固化樹脂與聚合物樹脂分別通過柱塞泵2和擠出機1共擠，經(jīng)過匯流器3進入多級疊層復合發(fā)生器4，形成光固化樹脂與聚合物樹脂交替疊加的極薄層組合，然后經(jīng)過光固化過程，使得內部液態(tài)的光固化樹脂固化，從而制備梯度折射率光學膜制品8。其中，聚合物樹脂為透明材料或透光性好的材料；光固化樹脂與聚合物樹脂一個為高折射率材料，一個為低折射率材料。在光固化階段前，樹脂處于黑暗狀態(tài)，不能見光以防止液態(tài)的光固化樹脂提前固化，影響最終制品性能。

實現(xiàn)上述方法的裝置如圖1所示，一種梯度折射率的光學膜制備裝置由擠出機1、柱塞泵2、匯流器3、疊層復合發(fā)生器4、光固化裝置5、收卷裝置6組成。其中，擠出機1、柱塞泵2、疊層復合發(fā)生器4通過匯流器3相關聯(lián)，擠出機1和柱塞泵2的樹脂通過匯流器3匯流進入到疊層復合發(fā)生器4；經(jīng)過多級疊層發(fā)生器4的樹脂進入光固化裝置5對內部光固化樹脂進行光固化，光固化結束的極薄層組合樹脂進入收卷裝置6進行收集。

本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置的匯流器及疊層復合發(fā)生器流道圖如圖3所示，光固化樹脂通過匯流器中光固化樹脂流道9，聚合物樹脂通過匯流器中聚合物樹脂流道11，進入到疊層復合發(fā)生器流道10進行交替疊加，形成極薄層組合。

本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置可根據(jù)折射率要求通過疊層復合發(fā)生器4的個數(shù)及內部流道尺寸進行單層樹脂厚度的調節(jié)。

本發(fā)明一種梯度折射率的光學膜制備裝置在光固化裝置5之前，樹脂處于黑暗狀態(tài)，直至進入光固化裝置5進行光固化。

以上所述為本發(fā)明的具體設備及工藝情況，配合各圖予以說明。但是本發(fā)明并不局限于以上所述的具體設備及工藝過程，任何基于上述所說的對于相關設備修改或替換，任何基于上述所說的對于相關工藝的局部調整，只要在本發(fā)明的精神領域范圍內，均屬于本發(fā)明。