一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片及其制备方法，该镜片包括镜片基片、平面光波导薄膜膜层以及光栅层；所述平面光波导薄膜膜层以及光栅层彼此叠放且形成于所述镜片基片的一侧。该镜片可以在正常现实生活中的光波角度变化时产生镜片颜色来回切换变化，减少不同角度强光产生的视觉疲劳和不适感，享受适当舒适光强的视觉，实现镜片颜色多彩酷炫变换的效果，为用户提供防护不同角度强光入射伤眼及镜片颜色多彩变换的酷炫体验，改善对长期佩戴所引起的疲劳、不适等问题；该镜片具有较长周期，在保证高效率、低旁带、窄半宽的同时，使得制作工艺相对简单、易控制，意义重大、发展潜力巨大。发展潜力巨大。发展潜力巨大。

A visible light color changing lens for guided mode resonant waveguide grating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及镜片
，特别是涉及一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片及其制备方法。

技术介绍

[0002]变色镜片，也有人称为“感光镜片”。根据光色互变可逆反应原理，镜片在光线和紫外线照射下可迅速变暗，阻挡强光并吸收紫外线，对可见光呈中性吸收；回到暗处，能快速恢复无色透明状态，保证镜片的透光度。所以变色镜片适合于室内室外同时使用，防止阳光、紫外光、眩光对眼睛的伤害。
[0003]现有技术中变色镜片采用化学工艺制程技术分类如下：
[0004]添加变色因子混合于注塑塑料中再进行混合共同注塑射出成型，属于基变方式。使用高分子材料：螺吡喃、螺噁嗪、偶氮苯类、六苯基双咪唑、二苯乙烯类、稠环芳香化合物、俘精酸酐等变色色素添加溶剂之后进行浸泡/浸涂/旋涂方式形成化学变色膜层，属于膜变方式。
[0005]现有技术中采用化学工艺制程技术的变色镜片缺点如下:
[0006]添加变色因子混合于注塑塑料中再进行混合共同注塑射出成型，此种镜片注塑时混合搭配比例不易管控、变色因子注塑过程中容易焦化、变色速度效率差、变色不均匀、变色颜色单一色、无法变色多色。
[0007]使用高分子材料：螺吡喃、螺噁嗪、偶氮苯类、六苯基双咪唑、二苯乙烯类、稠环芳香化合物、俘精酸酐等变色色素添加溶剂进行浸泡浸涂/旋涂方式形成化学变色膜层，变色均匀性不佳、使用寿命不常、变色速度效率不易达到标准、容易掉膜。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片及其制备方法。
[0009]本专利技术提供了如下方案：
[0010]一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片，包括：
[0011]镜片基片、平面光波导薄膜膜层以及光栅层；所述平面光波导薄膜膜层以及光栅层彼此叠放且形成于所述镜片基片的一侧；
[0012]其中，所述光栅层形成有纳米尺度的导模共振波导光栅，所述导模共振波导光栅两个相邻界面处反射光的光程差为半个波长；所述导模共振波导光栅用于使以目标入射角入射的具有目标波长的光波被衍射至所述平面光波导薄膜膜层，所述平面光波导薄膜膜层用于使进入其内部的所有光波发生相消干涉以便以目标反射传输效率将所述具有目标波长的光波进行滤光反射。
[0013]优选地：所述光栅层为二氧化硅膜层。
[0014]优选地：所述导模共振波导光栅的光栅脊底部宽度为0.2～0.3微米、光栅槽槽深为0.1～0.3微米、光栅槽形底角为80～88
°
、光栅周期为0.5～1微米、光栅脊底部占空比为
0.2～0.6、刻线密度为200line/mm～1000line/mm。
[0015]优选地：所述导模共振波导光栅为采用指定工作波长的准分子激光通过相位掩模板，使激光经过相位掩模板后衍射到所述二氧化硅膜层上形成干涉条纹形成周期为掩膜板周期一半的光栅。
[0016]优选地：所述光栅层的厚度为100～200纳米。
[0017]优选地：所述平面光波导薄膜膜层为氧化锌膜层。
[0018]优选地：所述平面光波导薄膜膜层的厚度为140～150纳米。
[0019]优选地：所述目标入射角入射包括15.8～75.0
°
。
[0020]优选地：所述目标波长的光波包括400～700纳米的可见光波。
[0021]一种上述的导模共振波导光栅可见光变色的镜片的制备方法，所述方法包括：
[0022]在眼镜镜片基片上采用离子辅助轰击沉积电子束蒸镀技术沉积形成二氧化硅打底层；
[0023]在所述二氧化硅打底层上采用电子束蒸镀沉积厚度为140～150纳米的氧化锌形成所述平面光波导膜层；
[0024]在所述平面光波导膜层上采用电子束蒸镀沉积厚度为100～200纳米的二氧化硅形成所述光栅层；
[0025]在所述光栅层上采用指定工作波长的准分子激光通过相位掩模板，使激光经过相位掩模板后衍射到所述光栅层上形成干涉条纹形成周期为掩膜板周期一半的所述导模共振波导光栅。
[0026]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0027]通过本专利技术，可以实现一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片及其制备方法，在一种实现方式下，该镜片可以包括镜片基片、平面光波导薄膜膜层以及光栅层；所述平面光波导薄膜膜层以及光栅层彼此叠放且形成于所述镜片基片的一侧；其中，所述光栅层形成有纳米尺度的导模共振波导光栅，所述导模共振波导光栅两个相邻界面处反射光的光程差为半个波长；所述导模共振波导光栅用于使以目标入射角入射的具有目标波长的光波被衍射至所述平面光波导薄膜膜层，所述平面光波导薄膜膜层用于使进入其内部的所有光波发生相消干涉以便以目标反射传输效率将所述具有目标波长的光波进行滤光反射。该镜片使用过程中当光源自不同入射角入射时，在设定的衍射工作波长时，两个相邻界面处反射光的光程差为半个波长，接着各自衍射进入平面光波导膜层，因此，在膜层内的所有反射光发生相消干涉，得到很强的反射传输，可陆续分别反射红、绿、蓝三原色，实现红、绿、蓝三种色彩分别滤光反射，形成镜片上产生可见光多彩变色效果，产生一片多色的用途，让眼镜镜片在正常现实生活中的光波角度变化时产生镜片颜色来回切换变化，减少不同角度强光产生的视觉疲劳和不适感，享受适当舒适光强的视觉，实现镜片颜色多彩酷炫变换的效果，为用户提供防护不同角度强光入射伤眼及镜片颜色多彩变换的酷炫体验，从而增加视野舒适感最大化，改善对长期佩戴所引起的疲劳、不适等问题；相较于传统光栅，本申请的红绿蓝三原色导模共振波导光栅可见光变色的镜片具有较长周期，在保证高效率、低旁带、窄半宽的同时，使得制作工艺相对简单、易控制，意义重大、发展潜力巨大。
[0028]当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术实施例提供的一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片横截面局部示意图；
[0032]图3(a
‑
c)是本专利技术实施例提供的反射光谱的测量结果与模拟结果及设计结果对比图；
[0033]图4是本专利技术实施例提供的眼镜镜片总膜层光栅断面的SEM扫描电镜图。
[0034]图中：镜片基片1、平面光波导薄膜膜层2、光栅层3。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导模共振波导光栅可见光变色的镜片，其特征在于，包括：镜片基片、平面光波导薄膜膜层以及光栅层；所述平面光波导薄膜膜层以及光栅层彼此叠放且形成于所述镜片基片的一侧；其中，所述光栅层形成有纳米尺度的导模共振波导光栅，所述导模共振波导光栅两个相邻界面处反射光的光程差为半个波长；所述导模共振波导光栅用于使以目标入射角入射的具有目标波长的光波被衍射至所述平面光波导薄膜膜层，所述平面光波导薄膜膜层用于使进入其内部的所有光波发生相消干涉以便以目标反射传输效率将所述具有目标波长的光波进行滤光反射。2.根据权利要求1所述的导模共振波导光栅可见光变色的镜片，其特征在于，所述光栅层为二氧化硅膜层。3.根据权利要求2所述的导模共振波导光栅可见光变色的镜片，其特征在于，所述导模共振波导光栅的光栅脊底部宽度为0.2～0.3微米、光栅槽槽深为0.1～0.3微米、光栅槽形底角为80～88
°
、光栅周期为0.5～1微米、光栅脊底部占空比为0.2～0.6、刻线密度为200line/mm～1000line/mm。4.根据权利要求3所述的导模共振波导光栅可见光变色的镜片，其特征在于，所述导模共振波导光栅为采用指定工作波长的准分子激光通过相位掩模板，使激光经过相位掩模板后衍射到所述二氧化硅膜层上形成干涉条纹形成周期为掩膜板周期一半的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建斌，吴建选，陈建发，
申请(专利权)人：艾普偏光科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：