[其他]冷光片

说明书

本发明是一种适用于各类光学仪器，特别是具有强光源照明的投影仪类光学仪器的冷光片。

一般说来，都希望光学仪器具有足够的照明，这就要求提高光源的功率，而大功率光源又会不可避免地带来严重的温升问题。温升高会使胶片软化，使植物标本受损、微生物坏死，强烈的红外线还会损坏文物。因此，降低和消除温升，同时保证足够的照明亮度，是当前这类仪器需要急待解决的问题。目前，人们在降低温升问题上想了一些办法，有的是采用水冷系统，有的是直接减小光源的功率，有的是在照明系统中采用吸热玻璃，有的是采用透红外线反可见光的冷反光镜等，这些措施虽然都有一定的降温效果，但均不同程度地存在一些缺点，即或是使设备复杂化，或是虽降低了温升，但不能保证投影象面亮度，未从根本上解决问题。

美国专利3781077介绍了一种构造为在玻璃基底上镀制多层介质膜的用于建筑物上反射来自太阳光中红外辐射的热反射窗玻璃。这种窗玻璃对可见光的透过率低，仅有20～60%，对红外线的截止率不高，只有40%左右。美国专利4504109介绍了一种构造上与此相似但用于汽车玻璃的红外屏蔽膜。该屏蔽膜对可见光的平均透过率为70%，对红外线的透过率也高，为50%左右，并且具有色彩效应。日本专利昭57-58109和昭57-181503也阐述了类似的发明，它们的光学性能均不适合于光学仪器的使用要求。

本发明则提供了一种用于这类光学仪器的冷光片，它能使仪器在具有比较理想的降温效果的同时，确保投影象面有足够的亮度。

本发明的基本构造是在玻璃基底上镀制多层介质膜，同时以物理光学干涉原理为依据来设计多层介质膜的膜系。基底采用XRB₃型吸热玻璃;多层介质膜则由低折射率的材料和高折射率膜料叠合而成，其膜系为GO.4L1.2H（LH）60.6LA。式中，G表示多层介质膜的基底为玻璃，L表示低折射率膜层，H表示高折射率膜层，A表示空气介质;L和H前的系数表示每一膜层的光学厚度，系数为1（通常不写），则该膜层的光学厚度为 (λ)/4 （入为中心控制波长），系数为0.4，则该膜层的光学厚度为0.4倍的 (λ)/4 ，以此类推。据此可知，上述膜系共含有15层膜，其中三层膜的光学厚度为非 (λ)/4 ，它们的光学厚度分别为0.4倍 (λ)/4 ，1.2倍的 (λ)/4 ，0.6倍的 (λ)/4 ，简称为非四分之一膜。这里，设制三层非四分之一膜的主要目的在于进一步消除冷光片可见透射带中的次峰，从而消除色彩效应。该膜系采用的膜料为MgF₂（低折射率）和Z_nS（高折射率）或Sio₂（低折射率）和Tio₂（高折射率）。

本发明作为具有较高光学性能要求的投影仪类光学仪器的冷光片，与已有技术相比，具有可见光透射率高，红外线截止频带宽、截止率高，无色彩效应等优点。它的可见光透过率高达90%以上，红外线截止频带为0.7μ～2.5μ，截止率高于95%。在采用冷反光镜的东风牌35mm放映机上试验，单使用吸热玻璃，温度从530℃降到400℃，而吸热玻璃纯粹通过吸收而隔热，会导致自身温升严重而软化变形或炸裂;换用冷光片则降到170℃，可见降温效果是很显著的。采用冷光片一方面可以简化设备，降低费用，另一方面还可在保持温升不变或变化不大的条件下用增大光源功率的方法提高投影象面的亮度。所以冷光片具有稳定、可靠的工作性能和良好的经济效益。

图1是本发明的透过率特性曲线。

图2是本发明的一个实施例。

图1中，横坐标表示光波的波长，纵坐标表示透过效。由图可见，在0.4μ～0.7μ之间，冷光片的透过率大于90%，在0.7μ～2.5μ区间，冷光片的透过率小于5%。

图2中，〔1〕为吸热玻璃基底，〔2〕为多层介质膜。生产冷光片时，首先将抛光好的、光洁度为14的吸热玻璃基底用乙醇乙醚混合液（1∶1）擦试干净，放入镀膜机内，开机抽真空，当真空、室内真空度达到1×10^-2时进行离子轰击20分钟左右，在轰击结束、真空度达到1×10^-3乇后，烘烤该玻璃基底，使其温度达到150℃以上，在真空度不低于2×10^-5乇时开始蒸发膜料，进行镀制。应当指出，为了确保冷光片具有良好的光学性能，在镀制三层非四分之一膜时采用微机CAD技术（计算机辅助设计技术）确定最佳工艺参数，用光电极值法对膜层的光学厚度进行定量控制，大大提高了镀制的准确性及成功率。冷光片膜系的膜层除为15层外，也可以镀制成11层。