光学滤光片寿命

所有产品都有某些固有的弱点，这是由产品及其预期用途决定的。为在北方气候条件下使用而制造的汽车必须耐路盐。房屋涂料必须耐阳光、耐热、耐寒和潮湿。在每一个例子中，产品制造商都清楚延长产品寿命的威胁。有了这些信息，寻求提供高水平产品可靠性和产品寿命的制造商将尽一切努力将威胁对预期产品寿命的影响降至最低。

在过去的三十年里，研究人员已在光学涂层和光学组装技术方面积累了丰富的工作知识。在此期间，进行了全面的开发计划，以调查和了解产品故障的原因，并对设计进行了改进，以消除过早的产品故障，产品故障的主要原因概述如下。

层压产品-物理分离

所有层压光学组件失效的主要原因是组件元件之间的结合失效。粘结线失效最初表现为湿气渗透点的“羽状化”。羽毛状外观是粘合材料与基底不均匀分离造成颜色变化的结果。在相当长的一段时间内，分离过程可以继续在整个基板区域上延伸，允许基板与组件的其余部分分离。然而，物理分离并不意味着光谱失效。许多光学组件是由稳定、坚硬的涂层制成的，这些涂层不受湿气变化的影响。即使在完全分离之后(只要元件在光路内被机械捕获)，这些类型的组件也可以继续实现接近原始水平的光谱性能。物理分离的过程可能由许多因素造成。

工艺因素：

基板清洗

粘合过程温度

粘合材料混合

固化过程温度

粘合线厚度控制

材料因素：

材料防潮性-固化

材料化学稳定性-未固化

材料保质期控制

环境因素：

在高温下暴露于循环高湿度环境

长时间接触溶剂和水

在上述因素中，除环境因素外，所有因素都可以由制造商控制。由于缺乏控制环境因素的能力，需一直持续开发新材料和工艺，以提高环境耐久性，并为制成品建立统计上可靠的可靠性档案。这些程序确保使用者能够获得最新的技术和有关使用寿命的准确信息。

薄膜降解-水分诱导

软涂层技术中使用的大多数蒸发化学品在暴露于水中时表现出一定的分解敏感性。易感性的程度变化很大，从银中发现的高水平到硫化锌的低水平。因此，如果要实现涂层的最大使用寿命，由这些材料制造的涂层需要一定程度的防潮保护。当湿气与易受湿气损坏的涂层材料接触时，层压光学元件中的薄膜会退化。当水分渗入涂层材料时，涂层开始变色，通常从高度反射变为浑浊。随着薄膜的物理退化，光谱性能也将开始退化，但速度要慢得多。在加速寿命测试中，观察到薄膜表现出严重的物理退化，但光谱性能没有退化。

在可能的情况下，软涂层产品采用划线边框制造，可提供最佳的防潮密封。然而，在某些情况下，由于尺寸限制或极端的集成块要求，划线边界无法纳入设计。在这些情况下，将根据指定的使用寿命要求和成本目标，使用对湿度较低的软涂层或适当的硬涂层来设计产品。

环氧树脂负感现象

某些环氧树脂体系由于长时间暴露于强紫外线能量而表现出相对较低的抗降解性。这种类型的降解通常仅在使用紫外线透射基板制造的部件上发现，例如紫外线滤光片。这些环氧树脂中的光化学变化导致树脂的紫外线透射率降低，从而导致滤光片组件透射率降低。使用改进的稳定性、紫外线透射环氧树脂和我们的氩隙工艺方法克服这一问题的产品设计。

物理退化-硬质涂层

大多数硬质涂层的设计和制造都能抵抗装配和使用过程中搬运造成的损坏，并能承受长期暴露在不利环境条件下的影响。这些涂层缺乏保护，造成了涂层失效通常在短时间内发生，并且本质上是灾难性的。

典型的失效形式包括涂层破裂、龟裂、剥落和起泡。薄弱的涂层可能表现出较差的附着力或较差的耐磨性。硬涂层技术高度依赖于工艺。用于制造硬涂层的多种工艺中的任何一种工艺的任何变化都可能导致灾难性的涂层失效。幸运的是，在产品装运前完成环境可靠性测试后，这些类型的故障通常会变得明显。

一些硬涂层可以被层压，但在这些情况下，层压过程通常被用来形成组件或提供光谱稳定性，而不是为涂层提供保护。

所有的硬质涂层在装运前都需经过环境可靠性测试，以确保产品达到其设计寿命。此外，需保持连续的过程控制数据，以确保所有硬涂层过程保持在统计控制范围内，从而显著降低灾难性故障的概率。

审核编辑 黄宇