隨著增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在消費電子、醫(yī)療及工業(yè)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，市場對高性能光學(xué)元件的需求日益迫切。高折射率光學(xué)組件是實現(xiàn)設(shè)備輕薄化、擴大視場、提升沉浸感的關(guān)鍵。金屬氧化物雖具有高折射率、高透過率和良好的穩(wěn)定性，是理想材料，但其傳統(tǒng)制造方法——如氣相沉積工藝復(fù)雜、成本高昂，溶膠-凝膠法則需高溫處理，易導(dǎo)致基板不匹配、表面缺陷等問題，嚴(yán)重制約了AR光學(xué)元件的規(guī)?；c低成本制造。Flexfilm全光譜橢偏儀可以非接觸對薄膜的厚度與折射率的高精度表征，廣泛應(yīng)用于薄膜材料、半導(dǎo)體和表面科學(xué)等領(lǐng)域。

為突破這一瓶頸，研究團隊研發(fā)了基于UV固化的金屬氧化物前驅(qū)體技術(shù)。該技術(shù)通過精心設(shè)計的配方，可在低溫（低至100°C）下形成無機涂層，其折射率可在1.30至2.35范圍內(nèi)精確調(diào)控。所得涂層具備原子級光滑表面、低光學(xué)損耗及優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性，不僅兼容多種基材與集成工藝，更為實現(xiàn)AR光學(xué)元件的高性能、低成本與規(guī)?；a(chǎn)提供了切實可行的創(chuàng)新解決方案。

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實驗方法

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通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)前驅(qū)體組成、濃度、溶劑及反應(yīng)條件，實現(xiàn)對薄膜折射率的精確控制。采用實驗設(shè)計方法優(yōu)化配方，確保薄膜高透明、低霧度。材料為無納米顆粒體系，黏度可低至1.5 cP。

基板經(jīng)等離子清洗后，通過旋涂成膜并在UV下固化，最后在100–250°C范圍內(nèi)完成熱處理。采用光譜橢偏儀、透射光譜儀、霧度測試儀及掃描電鏡對薄膜性能進行全面表征。

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實驗結(jié)果

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A經(jīng)250℃烘烤后高折射率薄膜的色散曲線示例,B經(jīng)紫外固化后再進行100℃烘烤的沉積薄膜的色散曲線,C硅基上折射率為2.25 的光柵橫截面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像,D折射率為2.30、厚度約 100 納米的薄膜在高折射率玻璃上的光學(xué)透射率

所開發(fā)的前驅(qū)體可在UV照射下于低溫固化成膜，形成均勻致密的無機層。折射率可在1.30–2.35范圍內(nèi)調(diào)控，薄膜表面光滑、霧度低、機械與熱穩(wěn)定性良好。在250°C下固化可獲得折射率達2.30的薄膜；而在100°C下固化仍能實現(xiàn)折射率約2.16，且可見光區(qū)吸收極低。通過該技術(shù)成功制備出結(jié)構(gòu)清晰、側(cè)壁光滑的光柵，證明其在微納光學(xué)加工中的適用性。薄膜在可見光區(qū)透射率超過90%，顯示出優(yōu)異的光學(xué)透過性能。

研究團隊成功開發(fā)出一系列UV固化、無納米顆粒、低黏度的金屬氧化物基墨水體系。該體系可在低至100°C的溫度下固化，并實現(xiàn)高折射率（1.30 ≤ n ≤ 2.35）。薄膜具有低吸收、高透光、優(yōu)異熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，適用于各類光學(xué)元件制造。作為概念驗證，研究團隊已成功制備出高均勻性光柵，彰顯該材料在AR/VR設(shè)備、OLED及其他先進光學(xué)市場中的應(yīng)用潛力。PhosioLux薄膜以其獨特性能，為下一代沉浸式光學(xué)系統(tǒng)的規(guī)?；c低成本制造提供了可行的技術(shù)路徑。

Flexfilm全光譜橢偏儀

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全光譜橢偏儀擁有高靈敏度探測單元和光譜橢偏儀分析軟件，專門用于測量和分析光伏領(lǐng)域中單層或多層納米薄膜的層構(gòu)參數(shù)（如厚度）和物理參數(shù)（如折射率n、消光系數(shù)k）

• 先進的旋轉(zhuǎn)補償器測量技術(shù)：無測量死角問題。
• 粗糙絨面納米薄膜的高靈敏測量：先進的光能量增強技術(shù)，高信噪比的探測技術(shù)。
• 秒級的全光譜測量速度：全光譜測量典型5-10秒。
• 原子層量級的檢測靈敏度：測量精度可達0.05nm。

Flexfilm全光譜橢偏儀能非破壞、非接觸地原位精確測量超薄圖案化薄膜的厚度、折射率,結(jié)合費曼儀器全流程薄膜測量技術(shù)，助力半導(dǎo)體薄膜材料領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。