[发明专利]光子晶体紫外线防护眼镜

说明书

技术领域

本发明涉及光子晶体领域，具体涉及实现紫外线防护功能的光子晶体紫外线防护眼镜。 

背景技术

目前，市场出现的大量的紫外线防护眼镜一般采用石英玻璃中掺杂吸收紫外线的材料，或者在镜片上镀反射薄膜的方法，能达到一定的紫外线防护功能。但是采用这些简单镀膜的方式，只关注其紫外线防护效果，忽略其对可见光的透视度。虽然减少了紫外线的辐射，但是人眼对目标物的可见度降低，同时造成瞳孔放大，眼底接受紫外线增多，达不到预想的紫外线防护效果。 

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供光子晶体紫外线防护眼镜，该眼镜不仅能够高效率地反射紫外线，还能够达到对可见光的高透射率，最大程度地还原目标物。 

本发明为解决上述技术问题的不足所采用的技术方案是：光子晶体紫外线防护眼镜，由眼镜镜片和光子晶体层组成，光子晶体层设置在眼镜镜片的表面，光子晶体层由Ge介质防护层和MgF₂介质防护层组成，MgF₂介质防护层和眼镜镜片之间为Ge介质防护层，光子晶体的中心波长取283nm，Ge介质防护层的厚度为17.7nm，MgF2介质防护层的厚度为51.2nm。 

本发明的有益效果是：可以在实现对紫外线高反射的基础上，对可见光高透过。既是眼镜免受紫外线的伤害，又不影响眼睛的视觉效果。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

图2是（Ge ）（MgF₂）的透过率随波长变化的曲线；

图中：1、眼镜镜片，2、光子晶体层，201、Ge介质防护层，202、MgF₂介质防护层。

具体实施方法

如图所示，光子晶体紫外线防护眼镜，由眼镜镜片1和光子晶体层2组成，光子晶体层2设置在眼镜镜片1的表面，光子晶体层2由Ge介质防护层201和MgF₂介质防护层202组成，MgF₂介质防护层202和眼镜镜片1之间为Ge介质防护层201，光子晶体的中心波长取283nm，Ge介质防护层201的厚度为17.7nm，MgF₂介质防护层202的厚度为51.2nm。

采用该种光子晶体镀膜，滤波范围为200-400nm，在禁带内，电磁波经过介电函数散射后，某些波段的电磁波强度会因破坏性干涉而呈现指数衰减，无法在系统内传递。光子晶体紫外线防护眼镜利用光子晶体的禁带特性，频率落在光子带隙中的电磁波不能在光子晶体中传播，因此选择没有吸收的介电材料制成的光子晶体可以反射从任何方向的入射光，反射率几乎为100％。本技术基于光子晶体理论研究推倒、MATLAB仿真实验，甄选合适的对紫外线高反射对可见光高透过的介质材料锗（Ge）和氟化镁（MgF₂）作为光子晶体周期结构介质，确定最佳的光子晶体周期结构，光子晶体膜层厚度。采用在镜片表面镀厚度仅为几个微米的光子晶体膜，实现光子晶体紫外线防护。 

光子晶体紫外线防护眼镜的制作方法为： 

步骤一、取一个36mm眼镜玻璃作为基板，将基板双面抛光，备用；

步骤二、将加工好的基板表面进行清洁化处理，采用酸性清洗液和去离子水分别清洗基板，然后将基板置于热板上烘干，温度65°，时间10分钟；

步骤三、将基板放入真空镀膜机中，在其一个表面上进行Ge介质的镀膜，Ge折射率n_A=4，中心波长取283nm时，其镀膜厚度为a=λ/4n_A，即17.7nm，镀膜后干燥冷却30分钟，然后在基板镀有Ge介质防护层的表面进行MgF₂介质的镀膜，MgF₂的折射率n_B=1.38，中心波长取283nm时，其镀膜厚度为b=λ/4n_B，即51.2nm，镀膜后干燥冷却30分钟，制得光子晶体紫外线防护眼镜。

本发明的真空镀膜机采用DM-450型真空镀膜机， 钟罩尺寸： Φ 450 mm×540 mm， 极限真空： ≤6.5×10-4 Pa, 抽气时间： 真空度达到1.3×10-3 Pa时， t≤50 min。 

本发明的镀膜方法可以由现代真空离子镀法、真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉淀法、溶胶—凝胶法以及热压技术在重铅X线防护玻璃表层镀膜实现。