I. Серия антибликовых покрытий: AR-покрытие и BBAR-покрытие

AR-покрытие является наиболее широко используемым типом покрытия во всех оптических системах. Принцип его действия основан на интерференции света: на поверхность оптического элемента наносится пленка определённой толщины, которая вызывает интерференцию с нулевым результатом между отражённым от передней и задней поверхностей светом, что позволяет уменьшить потери на отражение и увеличить коэффициент пропускания. После одностороннего нанесения AR-покрытия коэффициент пропускания может достигать T>95%, а при двустороннем нанесении — T>98%.

AR-покрытие подходит практически для всех случаев, когда требуется «пропускать» свет: объективы фотоаппаратов, объективы микроскопов, защитные экраны дисплеев, линзы очков, смотровые окна приборов и т. д. Его основная ценность заключается в повышении яркости и четкости изображения, а также в устранении бликов.

Пленка BBAR является «усовершенствованной версией» антибликового покрытия. Она состоит из чередующихся слоёв материалов с высоким и низким показателем преломления, что позволяет поддерживать коэффициент отражения на крайне низком уровне во всём диапазоне видимого света (400–700 нм) и даже в более широком спектральном диапазоне. Пленка BBAR подходит для применения в широком спектре задач, таких как фотообъективы, визуальные оптические системы, многоволновые лазерные системы и т. д. Если система работает на одной лазерной длине волны, то более экономичным выбором будет V-образное покрытие, оптимизированное для этой длины волны; если же системе требуется охватить широкий спектральный диапазон, то покрытие BBAR станет неизбежным выбором.

II. Защитные покрытия: DLC-покрытие и AF/AS-покрытия

DLC-покрытие — это аморфное углеродное покрытие, обладающее чрезвычайно высокой твёрдостью, превосходной износостойкостью, коррозионной стойкостью и химической стабильностью. В оптике DLC-покрытие может использоваться в качестве материала для высокоотражающих фильтров, а также в качестве антибликового покрытия, например, в кремниевых солнечных элементах.

Критерием выбора DLC-покрытия является наличие суровых условий эксплуатации. Если оптическое окно должно длительно работать в условиях запыленности, влажности, химической коррозии или механического трения, DLC-покрытие является необходимым защитным слоем. Оно часто применяется в военной оптике, промышленных контрольных окнах, инфракрасных оптических системах и других областях.

Пленки AF/AS (антиотпечатковые/антигрязевые) получают путем нанесения фторсодержащих органических материалов на поверхность подложки с помощью технологии вакуумного напыления, в результате чего образуется пленка с чрезвычайно низкой поверхностной энергией, придающая подложке такие свойства, как водоотталкиваемость, маслоотталкиваемость, защита от отпечатков пальцев, защита от загрязнений и легкость очистки. Принцип их действия основан на «эффекте лотоса» — снижении поверхностного натяжения, что затрудняет прилипание пыли и масляных загрязнений.

Основные области применения AF-покрытия — сенсорные экраны и интерфейсы взаимодействия человека с устройством: экраны мобильных телефонов, планшеты, сенсорные панели «умного дома», центральные экраны автомобилей и т. д. Оно напрямую определяет ощущения пользователя при прикосновении и степень чистоты экрана.

III. Функциональные группы: гидрофобные покрытия и покрытия ITO/FTO

Гидрофобные покрытия и антифлис-покрытия (AF) частично дублируют друг друга по функциональности — оба обеспечивают водоотталкивающий эффект за счет снижения поверхностной энергии. Разница заключается в том, что гидрофобные покрытия, как правило, в большей степени ориентированы на саму «водоотталкивающую способность», тогда как AF-покрытия обладают комплексными свойствами: гидрофобностью, липофобностью и защитой от отпечатков пальцев. При выборе типа покрытия, если требуется только базовая защита от влаги и запотевания (например, для автомобильных зеркал заднего вида или оптических окон на открытом воздухе), достаточно гидрофобного покрытия; если же необходимы также защита от отпечатков пальцев и легкость очистки, более подходящим выбором будет AF-покрытие.

Покрытия ITO/FTO принципиально отличаются от пяти предыдущих типов — их основная функция заключается не в оптической регулировке, а в электропроводности. ITO и FTO относятся к прозрачным проводящим оксидным пленкам, обладающим одновременно высокой пропускаемостью видимого света и хорошей электропроводностью. Удельное сопротивление ITO может достигать 3×10⁻⁴ Ом·см, тогда как FTO обладает большей стабильностью при высоких температурах.

Основные области применения этих двух типов покрытий включают: прозрачные электроды для плоскопанельных дисплеев, сенсорные панели, электроды солнечных батарей, остекление с подогревом для защиты от запотевания и обледенения, газовые датчики и т. д. Ключевые критерии выбора: для обеспечения более высокой электропроводности следует выбирать ITO (однако индий является дефицитным ресурсом, а стоимость высока); для обеспечения стабильности при высоких температурах и экономической выгоды следует выбирать FTO (часто используется в фотоэлектрических устройствах).

IV. Комбинированные решения: 1+1>2

В реальных инженерных проектах часто используется комбинация различных покрытий для достижения оптимальных комплексных характеристик. Например:

AR+AF/AS: одновременное обеспечение высокой светопроницаемости и защиты от отпечатков пальцев на дисплейном окне

AR+DLC: обеспечение износостойкой защиты для окон с высокой светопроницаемостью

ITO/FTO+AR: нанесение антибликового покрытия на прозрачную проводящую пленку, что позволяет совместить электропроводность и светопроницаемость

Схема принятия решений по выбору типа покрытия

При выборе из шести типов покрытий руководствуйтесь следующими принципами:

Основная цель: нужно, чтобы свет «проходил» или «отражался»? → AR/BBAR; нужно, чтобы элемент «проводил ток» или «защищал»? → ITO/FTO или DLC/AF

Спектральные требования: одна длительность волны → однослойное AR-покрытие или V-образное покрытие; широкий спектр → BBAR

Факторы окружающей среды: наружные условия/условия трения → гидрофобное DLC-покрытие; сенсорное управление → AF/AS

Наложение функций: требуется ли многослойное покрытие для удовлетворения нескольких требований?

Определив вышеуказанные четыре пункта, можно точно выбрать подходящее покрытие из шести типов.