Soczewki są znane wielu osobom i odgrywają kluczową rolę w korekcji krótkowzroczności w okularach. Soczewki mają różne warstwy powłok, takie jak zielona, niebieska, niebiesko-fioletowa, a nawet luksusowa złota. Zużycie warstw powłok jest jednym z głównych powodów wymiany okularów, dlatego dowiedzmy się więcej o warstwach powłok soczewek.
Rozwój powłok soczewek
Przed pojawieniem się soczewek żywicznych powszechnie stosowano soczewki szklane. Zaletami soczewek szklanych są wysoki współczynnik załamania światła, wysoka przepuszczalność światła i wysoka twardość, ale mają one również wady, takie jak podatność na pękanie, ciężar i niebezpieczeństwo.
Aby zaradzić wadom soczewek szklanych, fabryki opracowały różne materiały zastępujące soczewki szklane, ale żaden z nich nie jest idealny. Każdy materiał ma swoje zalety i wady, a znalezienie równowagi między nimi jest trudne. Dotyczy to również obecnych soczewek żywicznych (materiałów żywicznych).
W przypadku obecnych soczewek żywicznych, powlekanie jest procesem koniecznym. Materiały żywiczne występują również w wielu klasyfikacjach, takich jak MR-7, MR-8, CR-39, PC, NK-55-C i wiele innych, z których każdy charakteryzuje się innymi właściwościami. Niezależnie od tego, czy jest to soczewka szklana, czy żywiczna, światło przechodzące przez powierzchnię soczewki podlega różnym zjawiskom optycznym: odbiciu, załamaniu, absorpcji, rozpraszaniu i transmisji.
Pokrycie soczewki powłoką antyrefleksyjną
Zanim światło dotrze do powierzchni soczewki, jest w 100% energią świetlną, ale po wyjściu z soczewki i wejściu do oka nie jest już w 100% energią świetlną. Im wyższy procent energii świetlnej, tym lepsza transmisja światła, a tym samym wyższa jakość i rozdzielczość obrazu.
W przypadku konkretnego materiału soczewki, redukcja strat odbicia jest powszechną metodą zwiększania transmisji światła. Im więcej światła odbitego, tym niższa transmisja soczewki, co skutkuje słabą jakością obrazu. Dlatego redukcja odbicia stała się problemem, który muszą rozwiązać soczewki żywiczne, dlatego na soczewki nakładano folie antyrefleksyjne (folie AR) (początkowo powłoki antyrefleksyjne stosowano w niektórych soczewkach optycznych).
Powłoka antyrefleksyjna wykorzystuje zasadę interferencji, aby wyprowadzić zależność między współczynnikiem odbicia natężenia światła powłoki antyrefleksyjnej soczewki a długością fali padającego światła, grubością warstwy powłoki, współczynnikiem załamania światła warstwy powłoki i współczynnikiem załamania światła podłoża soczewki. Dzięki temu światło przechodzące przez warstwę powłoki znosi się wzajemnie, zmniejszając utratę energii świetlnej na powierzchni soczewki i poprawiając jakość i rozdzielczość obrazu.
Powłoki antyrefleksyjne często wykorzystują tlenki metali o wysokiej czystości, takie jak dwutlenek tytanu i tlenek kobaltu, które są osadzane na powierzchni soczewki w procesie parowania (osadzanie próżniowe), aby uzyskać dobre właściwości antyrefleksyjne. Powłoki antyrefleksyjne często pozostawiają osad, a większość warstw folii ma przeważnie kolor zielony.
Kolor folii antyrefleksyjnej można kontrolować, na przykład, aby uzyskać folię niebieską, niebiesko-fioletową, fioletową, szarą itd. Różne kolory warstw folii różnią się w procesie produkcji. Na przykład, niebieska folia oznacza, że należy kontrolować niższy współczynnik odbicia, a trudność powlekania jest większa niż w przypadku folii zielonej. Jednak różnica w transmisji światła między foliami niebieskimi i zielonymi może być mniejsza niż 1%.
W soczewkach niebieskie folie są zazwyczaj częściej spotykane w obiektywach ze średniej i wysokiej półki. Zasadniczo transmisja światła w przypadku folii niebieskich jest wyższa niż w przypadku folii zielonych (należy zauważyć, że jest to zasada), ponieważ światło jest mieszaniną fal o różnych długościach, a te fale mają różne pozycje w obrazowaniu siatkówki. W normalnych warunkach światło żółto-zielone jest precyzyjnie odwzorowywane na siatkówce, a informacje wizualne dostarczane przez światło zielone są stosunkowo wysokie, dlatego ludzkie oko jest wrażliwe na światło zielone.
Pokrycie soczewki twardą powłoką
Oprócz słabej transmisji światła, zarówno żywica, jak i szkło mają istotną wadę: soczewki nie są wystarczająco twarde.
Rozwiązaniem tego problemu jest dodanie twardej powłoki.
Twardość powierzchni soczewek szklanych jest bardzo wysoka (zazwyczaj pozostawiają minimalne ślady po zarysowaniu zwykłymi przedmiotami), ale nie dotyczy to soczewek żywicznych. Soczewki żywiczne łatwo zarysowują się twardymi przedmiotami, co wskazuje na ich niską odporność na zużycie.
Aby poprawić odporność soczewki na zużycie, konieczne jest nałożenie na jej powierzchnię twardej powłoki. Twarde powłoki często wykorzystują atomy krzemu do utwardzania, wykorzystując roztwór utwardzający zawierający organiczną matrycę i nieorganiczne ultradrobne cząsteczki, w tym pierwiastki krzemu. Twarda powłoka charakteryzuje się jednocześnie wytrzymałością i twardością (warstwa powłoki na powierzchni soczewki jest twarda, a podłoże soczewki jest mniej kruche, w przeciwieństwie do szkła, które łatwo pęka).
Główną współczesną technologią powlekania twardymi powłokami jest zanurzenie. Twarda powłoka ma stosunkowo dużą grubość, około 3-5 μm. Soczewki żywiczne z twardymi powłokami można rozpoznać po odgłosie stukania w blat stołu oraz jasności koloru soczewki. Soczewki, które generują czysty dźwięk i mają jasne krawędzie, zostały poddane procesowi utwardzania.
Pokrycie soczewki powłoką antyporostową.
Obecnie podstawowymi powłokami soczewek żywicznych są folia antyrefleksyjna i folia twarda. Zazwyczaj najpierw nakładana jest folia twarda, a następnie folia antyrefleksyjna. Ze względu na obecne ograniczenia materiałów na folie antyrefleksyjne, istnieje sprzeczność między właściwościami antyrefleksyjnymi a właściwościami antyporostowymi. Ponieważ folia antyrefleksyjna jest porowata, jest szczególnie podatna na tworzenie się plam na powierzchni soczewki.
Rozwiązaniem jest nałożenie dodatkowej warstwy folii antyporostowej na folię antyrefleksyjną. Folia antyporostowa składa się głównie z fluorków, które mogą pokryć porowatą warstwę folii antyrefleksyjnej, zmniejszając powierzchnię kontaktu wody, oleju z soczewką, bez wpływu na parametry optyczne folii antyrefleksyjnej.
Wraz ze wzrostem zróżnicowania popytu, opracowywane są coraz liczniejsze warstwy folii funkcjonalnych, takie jak folia polaryzacyjna, folia antystatyczna, folia chroniąca przed światłem niebieskim, folia przeciwmgielna i inne. Ten sam materiał soczewki, ten sam współczynnik załamania światła, różne marki, a nawet w obrębie tej samej marki, ten sam materiał, powodują różnice w cenie, a jednym z powodów są powłoki soczewek. Występują różnice w technologii i jakości powłok.
W przypadku większości rodzajów powłok foliowych przeciętnemu użytkownikowi trudno jest dostrzec różnice. Istnieje jednak jeden rodzaj powłoki, w którym efekty są łatwo zauważalne: soczewki blokujące niebieskie światło (technologia powszechnie stosowana w wysokiej klasy soczewkach blokujących niebieskie światło).
Idealna soczewka blokująca niebieskie światło filtruje szkodliwe niebieskie światło w zakresie 380–460 nm poprzez warstwę folii blokującej. Istnieją jednak różnice w rzeczywistej wydajności między produktami różnych producentów. Poszczególne produkty różnią się skutecznością blokowania niebieskiego światła, barwą bazową i transmisją światła, co naturalnie przekłada się na różnice w cenach.
Ochrona powłoki soczewek
Powłoki soczewek są wrażliwe na wysokie temperatury. Powłoki na soczewkach żywicznych nakładane są później i wszystkie mają wspólną wadę: są wrażliwe na wysokie temperatury. Ochrona powłok soczewek przed pękaniem może skutecznie wydłużyć ich żywotność. Następujące specyficzne warunki sprzyjają uszkodzeniom powłok soczewek:
1. Umieszczanie szklanek na desce rozdzielczej samochodu w południe latem.
2. Noszenie okularów lub trzymanie ich w pobliżu podczas korzystania z sauny, kąpieli lub moczenia się w gorącym źródle.
3. Gotowanie w kuchni przy wysokiej temperaturze oleju; jeśli gorący olej rozpryśnie się na soczewki, mogą one natychmiast pęknąć.
4. Jeśli podczas jedzenia gorącego garnka gorąca zupa wyleje się na soczewki, może to spowodować ich pęknięcie.
5. Pozostawianie szklanek w pobliżu urządzeń gospodarstwa domowego generujących ciepło przez długi czas, takich jak lampki biurkowe, telewizory itp.
Oprócz przestrzegania powyższych zasad, należy unikać silnych kwasów i zasad, aby zapobiec korozji oprawek i soczewek.
Pękanie powłok soczewek i zarysowania różnią się zasadniczo. Pęknięcia powstają w wyniku działania wysokich temperatur lub płynów chemicznych, natomiast zarysowania powstają w wyniku niewłaściwego czyszczenia lub uderzenia.
W rzeczywistości szkło to dość delikatny produkt. Jest wrażliwe na nacisk, upadki, zginanie, wysokie temperatury i żrące płyny.
Aby chronić parametry optyczne warstwy foliowej, konieczne jest:
1. Zdejmując okulary, włóż je do etui ochronnego i przechowuj w miejscu niedostępnym dla dzieci.
2. Umyj szklanki rozcieńczonym, neutralnym detergentem i zimną wodą. Nie zaleca się używania innych płynów do czyszczenia szklanek.
3. W środowiskach, w których panują wysokie temperatury (szczególnie podczas kąpieli lub gotowania), zaleca się noszenie starych okularów, aby zapobiec uszkodzeniu soczewek nowych okularów.
Niektórzy myją okulary ciepłą wodą podczas mycia włosów, twarzy lub pod prysznicem, aby je wyczyścić. Może to jednak spowodować poważne uszkodzenie powłok soczewek i uniemożliwić ich używanie. Należy podkreślić, że okulary należy czyścić wyłącznie rozcieńczonym, neutralnym detergentem i zimną wodą!
Podsumowując
Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii powłok, nowoczesne okulary poczyniły znaczne postępy w zakresie przepuszczalności światła, odporności na zarysowania i właściwości przeciwporostowych. Większość soczewek żywicznych, poliwęglanowych i akrylowych może sprostać codziennym potrzebom użytkowników w zakresie projektowania powłok.
Jak wspomniano powyżej, okulary są w rzeczywistości dość delikatnymi produktami, co jest związane z technologią powlekania warstwy foliowej, a zwłaszcza wysokimi wymaganiami dotyczącymi temperatury użytkowania. Na koniec chciałbym przypomnieć: jeśli zauważysz uszkodzenie warstwy foliowej soczewek okularowych, natychmiast je wymień. Nigdy nie kontynuuj ich nieostrożnego użytkowania. Uszkodzenie warstwy foliowej może wpłynąć na parametry optyczne soczewek. Chociaż para soczewek to drobiazg, zdrowie oczu jest niezwykle ważne.
Czas publikacji: 21-12-2023