Transcript 3)镜片材料的折射率在真空

眼镜片的材料特性与制造
工艺基础
§第一章 眼镜片基础知识
► 眼镜片是用来矫正屈光不正、保护眼睛的
光学透镜。
► 眼镜片的屈光与成像理论遵循几何光学的
定理和定律。
§1—1眼镜片材料简史
一；眼镜片材料的发展简史
1：13世纪，生产出折射率为1.50的眼用玻
璃镜片。
2；18世纪，生产出冕牌玻璃镜片♀
3：19世纪下半叶，燧石玻璃镜片诞生，折射率
为1.70，但色散明显。
4：20世纪60年代，折射率为1.50的CR39树脂
镜片与光致变色玻璃开始应用。
5：20世纪80年代，聚碳酸酯（PC）材料应用
于镜片，折射率为1.60的玻璃镜片与树脂镜片
出现，折射率为1.50光致变色树脂镜片开始得
到应用。
6：20世纪90年代，高折射率的树脂材料与新一
代树脂变色材料问世，折射率为1.90的玻璃材
料出现，改进后的材料面市。
在20世纪下半叶，眼镜片领域的主要代表
性的成果有：树脂材料的问世，变色材料出现
与推广，渐进多焦点镜片与隐形眼镜的广泛应
用。 ♀
二：眼镜片的复合系统。
► 现代眼镜片是一组复杂的光学系统，它
是赋予了特性的多种材料与膜层的组合
体。以镜片开始由内到外分别是镜片的
片基，染料，抗冲击膜，耐磨损膜，减
反膜及顶膜，♀
§1—2 眼镜片的形状
一.眼镜片的毛边形状
1. 毛边眼镜片——已完成表面光学加工，尚未
按镜架尺寸和几何形状磨边加工的镜片。
2. 毛边镜片的形状 主要有两种：圆形，矩形。
国内外毛边镜片的形状，绝大部分为圆形。
二.眼镜片折射面的剖面形状
把眼镜片沿折射面中央截开，就可以看到剖
面形状。
1.
正镜片
负镜片
棱镜片
2.双凸，平凸，凹凸（新月型） 双凹，平凹，
凹凹（新月型） 三棱镜，凸凹棱镜♀
三.眼镜片折射面的形成
1. 正镜片（凸镜片）折射面的形成。
2. 负镜片（凹透镜）的折射面的形成。
♀
§1—3 眼镜片的性质
一.正镜片的性质
正镜片为凸透镜，会聚透镜，俗称老光镜、
远视镜等。
1.平行光线通过正镜片后，会聚成一点F`该点F`
称为焦点，焦点F`与镜片的距离称为焦距f`。
2.正镜片的焦点在入射光线的对侧，我们称该焦
距为正焦距，屈光度是焦距的倒数，也为正值。
3.正镜片的中央厚,边缘薄。
4.正镜片与眼睛结合成一个光学系统，使平行光
线经镜片、眼睛折射后，使远视眼焦点过后的
情况得到改善，起光学矫正的效果。♀
二.负镜片的性质
负镜片也称为凹透镜，发散透镜，俗称近视
镜。
1.平行光线通过负镜片后发散，不能形成一点。
2.但从发散光线的反向延伸，可在入射光线的同
侧形成焦点F`，我们称该焦距f`为负焦距，屈
光度为负值。
3.负镜片的中央薄,边缘厚。
4.负镜片与眼睛结合成一个光学系统，使平行光
线经镜片、眼睛折射后焦点距离变大，使近视
眼焦点过前的情况得到改善，起光学矫正的效
果。♀
三.会聚光线，发散光线都是棱镜折射的
结果。
正镜片与负镜片都可看成是无数多个三
棱镜组成，光线通过三棱镜折向底边，
所以形成了正镜片的会聚光线及负镜片
的发散光线。♀
§1—4 眼镜片的分类
眼镜片的分类，可按用途、材料、性质、规格、
设计、加工等划分。
一.按用途分类
1.矫正视力镜片
单焦点（单光）
多焦点 双焦点（双光）
三焦点（三光）
渐变多焦点（渐进片）
2.遮阳、防护镜片
吸收式
反射式♀
二.按材料分类
1.光学玻璃镜片： 白托片；克斯片； 克塞片；
超薄镜片。
2．光学塑料镜片： PMMA，HEMA（软性CL
镜片）；CR—39； PC。
三，按性质规格分类
1、按性质分：正镜片；负镜片；柱镜片；球柱
镜片；三棱镜片。
2、按规格分：Ø 60；Ø 65；Ø 70；Ø 75；Ø
80
四．按加入不同金属氧化物或染色产生颜色分类
1.无色透明镜片
2.有色透明镜片
3.光致变色镜片♀
五．按表面设计、加工形式分类
1.球面镜片
2.环曲面镜片
3.非球面镜片
4.缩径镜片（草帽片）
5.等曲率削薄镜片
六．按表面加膜处理分类
1.减反膜 2.加硬膜 3.憎水膜
4.彩色膜
5.保护膜♀
§第二章 眼镜片的材料与性能要求
§2—1 眼镜片的性能要求
一.镜片材料的性能要求。
►
眼镜是矫正视力、保护眼睛的医疗器具，所
以对镜片材料的要求很高，一般可归纳为以下
要求
1.用来制造镜片的材料的折射率、比重、阿贝数
三要素的物理光学指数，必须达到一定的标准，
而且要稳定。
2.对可见光有较高的透过率，对紫外线、红外线
等有害辐射线有吸收作用。
3.镜片表面耐磨性好，抗老化性能好，化学稳定
性能好，防霉性能好。
4.热膨胀少且易加工。♀
二.镜片材料的光学性能
1.折射率n。
1)折射——光线从一种透明物体斜射入另一透明
物体，其传播方向改变的现象。
2)折射率：
① 理论上定义：光线在真空中（空气）的传播
速度与光线在某该种透明物体中传播速度之比。
n=真空中的光速/透明物体中的光速。
② 实验室测定折射率：入射角（入射光线与界
面法线的夹角）正弦值与折射角（出射光线与
界面法线夹角）正弦值之比 n=sin i/sin j♀
3)镜片材料的折射率
在真空（空气）中，各色光的光速一
致，但由于每个单色光的波长不相同，
所以在各光密度不同的物质中，速度也
不相同，（波长越短，速度越快，所以，
紫外光折射率最大，红外光折射率最小）
4)折射率不同同一屈光度的镜片厚度也不
相同。折射率越大，镜片厚度（正镜片
中心厚度，负镜片边缘厚度）越小。♀
2.阿贝数Vd
1)色散——不同波长的光经同一光学玻璃折射后，由于
折射绿不同而分开的现象。
例如：白光（阳光——七色光混合）通过三棱镜后形成
彩虹七色光带。
2)阿贝数Vd 是衡量色散大小的一个指标，习惯上用色散
率的倒数
Vd =（nd-1）/（nF-nc）
（nF-nc）——平均色散
nF——氢的F线486.1nm的紫光的折射率
nc——氢的C线656.3nm的红光的折射率
阿贝数Vd 越大→色差越小→镜片品质越好。
3)折射率高的材料，一般色散也较高，配戴此类镜片时，
可能出现成像颜色的偏差，影响视觉效果，例如：
白色物体边缘出现有红至蓝的色带。♀
三：镜片材料的物理机械性能
机械物理性质反映了材料的质量，及对变形与冲击的抵
抗力，常用的有：
1、比重γ（伽玛）
比重——物体的重量与体积温度为4℃的纯水的比重
之比。单位g/cm3（吨/米3）
一般来讲，折射率越高的材料，其比重也越大。
N=1.7光学玻璃超薄镜片比n=1.523光学玻璃普通镜
片厚度虽有减薄，但重量并没有明显下降。
2、硬度：与表面质量有关的机械指标，可用硬度仪来精
确测定,对光学玻璃来说，其硬度约为520kg/平方毫
米显微硬度。
3、抗冲击性；常采用由美国食品与医物管理局（FDA）
规定的落球试验来进行。（即使用一个16克钢球从
1.27米高处对准镜片中心落下）。♀
四：镜片材料的其它性能
1、热性质：如材料的比热，熔点，热膨胀系数
等
2、化学性质；化学稳定性（化稳性），化学成
份均勻性，抗霉变与老化性能等
在诸多的性能中，我们更关注的是镜片材料
三要素：折射率，阿贝数与比重。♀
§2—2 眼镜片的常用材料
镜片材料要透过可见光，所以必须是透明
的，透明不一定就是无色，按需求可以是无色
透明和有色透明。主要材料有三种。
一.天然水晶
水晶又称石英，化学成份为二氧化硅
SiO2纯水晶中的SiO2的含量可达99.99%以
上，水晶的最大优点是透光率高，硬度大，是
光学透镜的优良材料。但由于水晶对各种光线
的高透光率，包括紫外线和红外线的高透过率，
所以是不宜作室外用眼镜片的原因，此外，水
晶晶体有双折射现象n1=1.554，n2=1.553。
所以有复视现象，水晶晶体生长缓慢，价格昂
贵，因此，水晶不是眼镜片的合适材料，目前
已被光学玻璃镜片取代。♀
二.光学玻璃。
光学玻璃是熔体经过冷却而获得的一种无
定型物质。具有较高的硬度，较大的脆性，对
可见光有较高的透明度，对紫外线，红外线等
有害辐射线有较高的吸收性。主要成份是二氧
化硅，其次是三氧化硼和五氧化磷，加入不同
的金属氧化物，可以改变光学玻璃的某些特性，
如透光率，对可见光谱的吸收选择性，硬度，
折射率等，从而分为不同的品种。
光学玻璃具有各项同性的特点，其折射率，
硬度，弹性模数等在各方向测得的数值相等。
光学玻璃按其氧化物成份不同可分为以下
二类 ♀
1.无色光学玻璃
1)冕牌玻璃（皇冠玻璃），用K表示，折射率
1.523左右。
2)火石玻璃（低密度高折射率玻璃）用F表示。
折射率为1.6~1.9左右，也就是俗称超薄镜
片。
2.有色光学玻璃。
在无色光学玻璃的原料中加入一种或多种金
属氧化物为着色剂而制成，它具有选择吸收可见
光谱内一定波长范围的光的特性，常用于防护眼
镜（太阳镜，工业防护镜）♀
三.光学塑料
1.光学塑料是以人工合成树脂为主要成份
再加入各种添加剂而模塑成型的透明高
分子有机化合物。
自从1940年塑料镜片问世以来，由于
它具有重量轻，耐冲击，染色方便等优
点，市场占有率迅速增长，随着科技的
发展，光学塑料镜片的最大缺点：易磨
损问题也可通过表面加硬技术加以解决。
♀
2.塑料按加热后的特点分为热塑性塑料，热固性
塑料两大类。
（1）热塑性塑料：
加热 → 软化→ 冷却→ 固化。 可逆
废料可以回炉再利用。例如：聚乙烯，聚
氯乙烯等
（2）热固性塑料：
成品加热 → 不软化 → 强热 → 碳化分解，
不可逆
废料不能回炉再生利用。例如：酚醛塑料（胶
木），密胺等♀
3．光学塑料镜片的主要材料
（1．）PMMA塑料：
化学名称为聚甲基丙酸类脂，市场称：有机玻璃，压
克力。是一种热塑性塑料，其折射率n为1.498，比重
为1.19g/cm3，阿贝数V为58，透光率约为95%，
具有高透明度，容易进行模型和机械加工，价格便宜
等优点，缺点则有，吸湿性大，容易变形，表面硬度
差，并能透过紫外线，染色后也不宜制作太阳镜，只
能制作室内用镜。
（2．）CR—39塑料
化学名称为：碳酸炳烯乙酸。俗称：哥伦比亚树脂，市
场称为树脂片，室一种热固性塑料，其折射率为
1.489，比重为1.32g/cm3，阿贝数V为56，透光率
约为92%，能吸收99%以上的紫外线，耐温在40°~150°之间，可制作近视，远视，双光，渐变
镜，散光等各类镜片，染色后可制作各种遮阳镜。♀
（3．）PC塑料
化学名称为聚碳酸脂。市场称为太空片，
宇宙片，也是一种热塑性塑料，最大特点是抗
冲击性能好，质轻，其折射率为1.586，比重
为1.20g/cm3，阿贝数V为30，能吸收全部
紫外线。
CR—39镜片，PC镜片的市场远景很好，
是非常理想的光学玻璃的更新换代的新品种。
许多国家都立法，青少年，老年人，司机等配
镜者都必须使用光学塑料镜片，不能采用光学
玻璃镜片，以免镜片碎裂时，伤害眼睛。♀
§第三章 眼镜片的加工工艺
§3－1 光学玻璃镜片的加工制造
一.光学玻璃镜片毛坯的热加工
光学玻璃镜片毛坯现在采用连续溶化一
次成型加工技术。
（一.）生产工艺流程图
配料→熔化→压型→退火→检测→入库
♀
（二）：各生产工序简介
1.配料： 影响光学玻璃质量的因素很复杂，而原料的
配制是主要的影响因素，必须严格加以控制，秤量时，
极小的误差就会引起折射率及性质的改变，配方秤量时
采用万分之一精度的磅秤进行秤量，原料按配方秤量
后，在V型混料机中混合均匀后装袋。
2.熔炼： 包括熔化、澄清、调整匀化、分配四个工
步。
（1）熔化：用电加热或煤气、天然气加热池炉，使原料
熔化为粘流态。
（2）澄清：原料熔化后产生大量气泡，必须进行脱泡处
理，气泡上升速度与玻璃液粘度成反比，而粘度与
温度成反比，所以，提高温度使粘度下降来加快脱
泡。 ♀
（3）调整匀化：调整是指降温来增高玻璃液粘
度，使其满足成型要求的粘度。均化是指把澄
清池中温度高，粘度小，料质步均匀的玻璃液
在调整匀化池中充分搅拌，使其料质均匀并达
到光学质量的要求。在调整均化中是一边降温，
一边不停搅拌。
（4）玻璃粘液分配：玻璃液由铂金供料管精确
控制温度以调节粘度及流量后流出，用特种钢
的剪刀切成要求重量的料滴。
3.自动压型 ： 具有合适粘度及要求重量的玻
璃液料滴，注入模具型腔内，经自动压型机压
制成镜片毛坯。♀
4.退火 ： 压制后，经取出装置使镜片毛坯脱
离模具进入网带退火炉，镜片毛坯重新被加温
到退火温度，保持一段时间，然后按控制的速
度降温以消除内应力。
5.检测入库：
镜片毛坯退火消除内应力后，
进行各项物理特性及外观质量的检测，剔除不
合格产品。检测的主要项目有：折射率，阿贝
数，内应力，条纹，气泡，直径，曲率，中心
厚，边缘厚，等。
光学玻璃眼镜片的连熔成型工艺，工序少，
自动化程度高，成品率达80％以上，目
前世界上采用的先进工艺。♀
二.光学玻璃镜片的冷加工
眼镜片冷加工是将已热压成型的玻璃镜片
毛坯研磨成所需的毛边眼镜片。
（一）常用计算公式
1.屈光度公式
FD=(n-1)(1/r1-1/r2)
2.后顶点镜度薄透镜公式
由于测量时仪器的限制（主点计算复杂），
眼镜片的实际屈光度以眼镜后顶点（近眼面顶
点）到焦点的距离倒数为实测值。
FD=1/fD♀
r2  y2
2.模具屈光度Ti计算公式（模具工作面的曲率半
径）
模具屈光度以nd=1.523为标准设计的，若
镜片材料的折射率n不等于1.523，要磨出屈
光度为Fi的镜片，就要采用模具屈光度公式：
Ti＝0523Fi/（n-1）
3.镜片厚度计算公式
弧矢高：S＝r-√ r2-y2
若：曲面的屈光度F已知，
则ri＝（n-1）*1000/Fi (毫米)
现代镜片采用新月型
中心厚度t=s1+e-s2 (mm)
♀
4．环曲面镜片表达式
散光镜片（球柱联合透镜）一个表面
为球面，另一个表面为环曲面（有两个
最大最小且相互垂直的曲率，这两部分
曲率半径差引起的屈光度差就是柱镜值）
♀
► 外散镜片——环曲面在凸表面
环曲面镜片表达式为
（+）基弧/正交弧
F1
——————— = ——
（-）球弧
F2
► 内散镜片——环曲面在凹面
环曲面镜片表达式为
（+）球弧
F1
———————
=
——
（-）基弧/正交弧
F2
♀
式中：
FD——镜片屈光度
fd`——焦距（米）
F1——凸表面屈光度
F2——凹表面屈光度
r1——凸表面曲率半径（米）
r2——凹表面曲率半径（米）
n, n`——镜片材料折射率
y——镜片半径（毫米）♀
(二）眼镜片冷加工生产工艺流程图
镜片毛坯
粗磨（铣削）
精磨
抛光
检测入库
（三）各生产工序简介
1.毛坯: 在批量生产中，采用型料毛坯进
行加工，以减少研磨工作量，一般毛坯凸
面镜度与加工镜度相近，毛坯凹面镜度小
于加工镜度。♀
2.粗磨（铣削）
国内外先进的粗加工采用铣磨机床进
行单片磨削，使被加工镜片表面达到一定
的曲率半径和表面粗糙度。
磨削原理
金刚石磨轮轴线与镜片工作轴轴线的
夹角为α，相交于0点，各自绕轴线旋
转，两个运动结合在一起，就铣磨出镜片
所需的球面的曲率半径。球面屈光度的变
化，只要调整夹角为α即可。♀
3.精磨抛光
精磨与抛光采用同一种设备，只不过磨料不
同，精磨采用金刚石丸片，抛光采用聚氨脂、氧
化铈抛光片。
精磨是改善粗磨（铣削）后镜片表面的曲率
半径和表面粗糙度，抛光是消除精磨后镜片表面
的加工痕迹，达到光洁，透明，屈光度正确的最
终要求。
精磨与抛光是采用专业模具，凸模加工镜片
凹表面，凹模加工镜片凸表面，模具表面曲率与
加工镜片曲率基本相同。♀
4.散光镜片的研磨
散光镜片铈环曲面镜片，在镜片的两个主子
午线上屈光度不同且相互垂直。通常，研磨球面
镜片的设备不能用来生产曲环面镜片而生产曲环
面镜片的设备可用来加工球面镜片。因为任何球
面镜片都可看作为柱镜度为零的散光镜片。
（1）环曲面的位置
目前国内外都采用内散加工来取代外散。原
因是，内散镜片外表面是球面，曲率一致，装配
后美观，对带有主镜度的双光，三光，渐进多焦
镜片，由于下加光都在凸表面，所以环曲面放在
凹而最合适。♀
（2）环曲面铣磨原理
曲率半径小（屈光度高）子午线有砂轮偏转
一定角度消磨削成；曲率半径大（屈光度低）
子午线由砂轮随拖板作圆弧摆动而磨削成；该
曲率半径的大小是调整砂轮端面到摆动中心的
距离。加工时，镜片在工件轴上随轴旋转，砂轮
在绕自身轴转动时，同时随拖板作圆弧摆动。
（3）环曲面精磨与抛光
采用的模具也是环曲面，研磨时，运动轨迹
沿两个主子午线方向滑动与镜片环曲面接触，进
行精磨与抛光。♀
§3—2 光学塑料镜片的制造
一.CR—39镜片的制造
（一）生产工艺流程图
配料
模具准备
注料
烘箱固化
模具准备
脱衬圈
开合取片
去应力
♀
烘干
检测
各生产工序简介
1.配料: 把CR—39单体（液态）与催化剂（微
量）混合，搅拌均匀。
2.模具准备
（1）模具由凸模，凹模，衬圈，夹子组成。
（2）凹凸模均由光学玻璃制造，凸模工作面曲
率决定镜片凹表面镜度，凹模工作面曲率决定镜
片凸表面的镜度。
（3）衬圈起固定凸，凹模以及控制凸凹模表面
间隙作用。
（4）夹子给凸凹模一个夹紧力，防止注料时溢
料。♀
3.注料: 把配好的CR-39混合料注入模具凸凹
模型腔内，排放在烘架上。
4.烘箱固化: 把注好料挂在烘架的模具推入烘
箱，在适当的温度中，烘一定时间，是
CR—39液体固化。
5.脱衬圈: 从烘箱内取出模具后，去除夹子，
衬圈，并对凸凹模及之间镜片外边缘进行
清洗。
6.烘干: 把清洗后的凸凹模及之间的镜片放
入烘箱，烘干水份。 ♀
7.开合取片: 趁热打开凸凹模，取出镜片放在
烘架上把凸凹模工作表面用压缩空气吹干
净，重新组装模具。
8．烘箱去应力:
把开合取出的镜片放入烘
箱：加热到一定温度，保持一段时间，然后随炉
冷却，以减少CR-39镜片的内应力。
9．检测:
把去应力后的CR-39镜片送到检测
部门按标准对镜片进行检测，主要项目有：屈光
度，表面光洁度，气泡，厚度，直径……等。♀
二．PC镜片的制造
热塑性塑料镜片的制造是用热塑机把
热塑性塑料树脂及添加剂加热熔融后注
入镜片模的型腔，冷却固化后开模取出
镜片即成。PC镜片,PMMA（有机玻璃）
镜片,PS（聚苯乙烯）镜片等都是用此方
法制成。♀
§第四章 眼睛片的镀膜工艺
一．眼镜片镀膜
在镜片表面用物理或化学的方法镀上具有一定厚度
和层数的光学薄膜。
二．光学薄膜的作用
赋予镜片本身不具有的光学，化学和机械性能。
例如：减反膜，反射膜，加硬膜，憎水膜，彩膜，
保护膜（分光膜，滤光膜，偏振膜）等。
三．光学薄膜的分类
1．按结构分：单层膜，双层膜，三层膜，多层膜……
2．按性能分：减反膜，反光膜，加硬膜，保护膜……
3．按反射干涉光的颜色分：绿膜，红膜，蓝膜，紫
膜……♀
四．光学薄膜的镀膜方法：
1．化学镀膜
以浸泡为主，操作时，把镜片浸入成
膜溶液内，成膜物质在镜片表面上互相
化学反应而成膜的镀膜方法。例如：加
硬膜。
2．物理镀膜
以真空镀膜为主，操作时，把镜片
排列在真空镀膜机内，加热成膜材料使
其汽化被镜片吸附而成膜。例如：减反
膜♀
五．减反膜
1．作用：光线通过镀膜镜片后，减少反射光，增大透
射光。
2．效果：视物特别清晰，有没装镜片的感觉。
3．反射率R
反射率R=[(no-ng)/(no+ng)]2
式中no-----空气的折射率为1
ng-------玻璃的折射率
例如：冕牌玻璃（K牌）ng=1.523
因为单面反射率
R单=[（1-1.523）/ （1+1.523）] 2
=0.04297=4.297%
双面反射率
R双=4.297%+（1-4.297%） x4.297%
= 8.409%
♀
所以冕牌玻璃的透光率为91%（还有少量
的吸收，散射）
反射率与折射率成正比，折射率越高，反
射率也越高。
例如：超薄镜片折射率ng=1.7时。
R单=[（1-1.7）/（1+1.7）]2=6.72% ♀
4. 减反膜原理
减反膜是利用表面的膜层厚度，使
得膜层前后面产生的反射光互相干涉
（抵消），从而达到减反效果。
在镜片表面镀一层薄膜，只要这层薄
膜的光学厚度满足以下条件，能降低镜
片的反射率，并使某一波长为λ光的反射
率为零。
条件1。膜层的光学厚度d1要满足
n1d1 =λ。*（2K+1）/4
K=0， 1， 2，---- ♀
条件2。膜层材料的折射率n1为镜片材料折射率
ng和空气的折射率为no 乘积的平方根。
n1 = √ ng no
例如 冕牌玻璃，
ng=1.523。 黄光λ。=550nm, 取 K=0
解：膜层光学厚度
n1d1=λ。/4=550/4 =137.5nm
=0.1375μm
n1 = √ ng no = √ 1*1.523 =1.234
d1=(λ。/4)/n1=0.1375/1.234=0.1114μm
式中：d1——膜层的几何厚度
♀
由于目前国内外还没有制造出折射率为
1.234的膜层材料，而现在最常用的膜层材料
为氟化镁，其折射率为n1=1.38，所以反射
率不能降为零．
5．多层减反膜
单层减反膜受材料的限制，增透能力不高，
为进一步提高增透能力，可在镜片上镀两层，
三层 ……多层减反膜。
两层减反膜：氟化镁膜层/一氧化硅膜层/
镜片，在可见光范围内，反射率R<1%
三层减反膜：氟化镁/氧化锆/三氧化二铝
/镜片：在可见光范围内，反射率R<0.5%♀
六，反射膜
作用：增加某一波段的反射光线。
1：镀铬眼镜片
普通镜片上镀一层铬膜，在可见光区
的反射率为50%~55%，外观像反光镜，
可用作太阳镜，运用于野外雪地。
2；防微波眼镜片
在普通镜片上镀一层铜膜，在可见光
区的平均反射率为74%，但在红外区反
射率很高，能有效地阻止微波射入眼睛
♀
七．抗污膜（顶膜，防水膜）
原理：镜片表面有多层减反膜后，可发现减反膜层呈孔
状结构，所以油污极易浸润至该膜，从而降低减反效
果。因此在减反膜层上再镀一层顶膜，使其具有抗污
防水能力。
顶膜应非常薄，否则会影响减反膜的光学性能。顶
膜镀膜工艺：可用浸泡法，但多用真空镀膜。
八.硬膜（耐磨损膜）
（一）工艺特点：
1.多道清洗。
2.浸入膜液中，在一定时间后以一定速度提起。加硬液
中即含有有机基质，又含有包括硅元素在内的无机超
微粒物。
3.提起后在100度左右烘箱中聚合4--5小时，镀层厚约
3--5微米（3--5u）。 ♀
（二）硬膜测试方法；
1.磨砂试验：把镜片置于盛有砂砾的容器内，来
回摇动，再用雾度计测镜片摩擦前后的光线漫
反射量。
2.钢丝绒试验：用一定规格的钢丝绒，在一定的
压力与速度下，在镜片表面摩擦一定次数，检
测方法同上。
（三）减反膜与硬膜关系；
减反膜是用无机金属氧化物材料（非理
薄），硬且脆。对于玻璃与树脂片，由于片基
硬度不同，其效果亦不同。
对树脂片来说，应先镀硬膜再镀减反膜。 ♀
九.复合膜：对有机镜片而言，理想的表面系统
处理应为耐磨损膜、多层减反膜、抗污膜构成
的复合膜。其分布厚度为：
硬膜； 最厚。
减反膜；其次（的300--400nm）。
顶膜； 最薄。
十．真空镀膜工艺
1；真空镀膜机
真空镀膜机由真空室，膜层厚度控制装置，
电气系统，抽气系统等四部分组成。 ♀
2；真空镀膜原理：
真空镀膜就是在真空容器中，把膜层材料
加热气化（温度为1000*—2000*C）。由于
真空度足够高，气化的原子与分子几乎不经碰
撞。就直接到达位于一定距离的镜片上，凝聚
成均匀的薄膜。
3：真空镀膜操作步骤
清洗眼镜片->将镜片装上夹具->将夹具
装入钟罩->清洗钟罩->制作蒸发源->添加膜
层材料->抽真空->离子轰击，清除镜片上手
印等污迹->基体加热->膜层材料欲熔->蒸镀>关机->半小时后充入空气->开罩取出工件>检验♀
§第五章 多焦点眼镜片
§5—1 多焦点镜片
多焦点镜片是指有二个或二个以上焦点（光学中心）
常用的有：双焦片（双光），三焦点（三光），渐进多
焦点镜片
双焦点镜片
目前常用的双焦点镜片可分为：胶合型，熔凝型，整
体型三类。
1；胶合型双焦镜片
（1）主片，子片采用同一折射率的光学玻璃制成用光学
树脂粘在一起。
（2）主片的加工与一般镜片相同，当左右两主片屈光度
不同时，尽量调整前表面，使凹面镜片曲率一致，
便于子片加工和胶合。♀
2；熔凝型双焦镜片
也称无形双光，即手摸不出界面
（1）主片用折射率较低的冕牌玻璃，子片用折
射率较高的火石玻璃，熔凝而成
（2）在主片的近用区前表面磨出直径为28mm，
具有特定曲率半径R3的圆形凹坑
（3）子片直径为28mm，折射率n>1.65的圆
型火石玻璃，一面磨平，另一面按主片凹坑相
反的曲率研磨出熔合面。其镜度比凹坑镜度深
0.25~0.50D，以使溶合时，中心先接触，排
出凹坑内空气，不产生气泡。
（4）子片放入主片凹坑内，加热到700度，子
片熔点低先溶化，恒温一段时间，切断电源，
降至室温，取出镜片送检。♀
（5）把熔合在一起的主镜片和子镜片的凸表面
研磨成一致的曲率，凹表面按验光处方单加工
成球面或环曲面。
（6）下加光的大小，由子片的折射率与凹坑的
曲率半径R3大小决定。
3：整体型双焦点镜片
（1）镜片的一面研磨为球面或环曲面，另一个
面用两种不同的球面曲率研磨，形成远用，近
用两部分。
（2）整体型双焦点镜片制造工艺复杂，光学塑
料镜片出现后，采用模塑成型，工艺大为简单，
光学玻璃的整体型双焦点镜片已很少生产。♀
二：三焦镜片：
三焦镜片一般上方部分用于看远，
下方部分用于看近，中间区域用于看中
距离物体。中间区域的屈光度增加值一
般采用下加光的一半为标准。其形状可
有平顶三焦镜、曲顶三焦镜、园顶三焦
镜等。♀
§5—2 渐进多焦点镜片
双焦，三焦眼镜片的焦点都是离散
的，近用与远用等区域有明显的分界线
与象跳，而渐进多焦镜片能使一块透镜
上下方向的光焦点几乎连续变化，透镜
自上而下分为远用区，渐变区，近用区
及两侧区，各区间无界线。（1959年，
法国依视路总裁BMAITENAZ（梅特那
滋）先生发明世界上第一片具有实际配
戴效果和商业性价格的渐进多焦片
Varilux镜片）♀
一：渐进多焦点的形成
球面屈光度F=（n-1）/r 要使屈光度F变
化，可以改变材料的折射率n或球面的曲率半
径r
设想（1）研制一种折射率在要求范围内
连续变化的透镜材料，在曲率半径r不变的情
况下，的到渐变的光焦度。目前，此类材料还
在研制中。
设想（2）采用特殊的加工方法，使透镜的
曲率半径连续变化，在折射率一定的情况下，
得到渐变的光焦度，目前，市场上的渐进多焦
镜片采用此方法。♀
二；渐变多焦点镜片的像差
（1）由于各渐变曲线的顶点都排列在渐变区主
子午线上，所以，仅在主子午线上不产生像散
且光焦点连续，但当视线离在主子午线向两侧
偏移都会产生像散和畸变。
（2）在渐变区主子午线及附近的一定范围内可
以找到一个区域，眼睛几乎感觉不到像散的存
在。我们称这个区域为渐变走廊。
（3）像散和畸变的程度随下加光的增加和视点
与子午线距离变大而增大。
（4）渐进多焦点镜片的更新换代，主要是围绕
如何加大渐变走廊，减少配戴适应期来展开。
♀