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为何激光雷达、机器视觉、高端摄像镜头模组都在用?这项技术前景广阔!

2022-05-07 16:02:26来源:CIOE新闻标签:激光雷达

超黑宽波段吸光消光纳米镀膜(Super black wide-band light absorbing nano coating),可以将入射到材料表面的的光线,包括紫外光、可见光、近红外光以及中远红外波段的光,几乎全部吸收而没有反射。材料表面对所有入射光的吸收率达到96%以上,最高达到99%以上,总半球反射率低至1%以下,辐射率接近1,已近似黑洞。超黑吸光薄膜的制备具有非常大的技术难度,一直是纳米材料科学、表面工程、光电子学等领域的实验室和工业界热门研究方向。


黑色表面处理技术,传统上有黑色涂料喷涂、电镀和阳极氧化等工艺方法。这些技术的光吸收率很难超过90%,特别在红外波段,吸收率更是低得只有不到20%,完全无法满足市场需要。而且这些工艺还有膜层太厚、粗糙酥松、结合力不佳、高低温环境不稳定、有害有机物释放、制备过程有大量污染物产生等问题,所以,采用更先进的技术取代这些落后工艺是大势所趋。在此背景下,基于真空纳米科技的超黑宽波段吸光镀膜已取得很大进展,开始在工业上得到应用。

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应用进展

超黑吸光消光纳米薄膜有广阔的应用前景。由于超高的吸收率,可以几乎完美吸收可见光和红外光,避免各种无用反射光,消除有害杂散光,吸收全部光能,这些特性可以在精密光学仪器和光学零件、激光雷达、镜头成像、红外成像、红外传感、机器视觉与检测、视觉识别、医学影像光学器械、光伏太阳能、光电光热系统、散热管理、发热材料,以及外观装饰和美学欣赏等产品上得到广泛使用,可以大幅度提高产品的品质,增加产品的吸引力,开拓新的产品方向。通过在这些产品上的应用,超黑吸光镀膜将广泛地进入到以下领域:光学镜头及成像、车载激光雷达、机器视觉、精密光学仪器、医疗仪器、LED显示屏、航空航天、军事工业、太阳能、笔记本电脑、手机、智能穿戴、手表首饰、超黑玻璃等领域。  

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应用一、激光雷达
激光雷达内部光源一般是905nm和1500nm的近红外光,光路内壁的消光处理对产品成像质量影响很大,普通的消光处理技术无法满足产品技术要求。目前,深圳市精石纳米技术公司的超黑全吸光镀膜已经应用到几家知名的激光雷达厂家的产品上,完全满足产品的技术要求。

应用二、光学镜头
光学系统、镜头和成像方面,目前各大品牌的镜头圈口、隔圈等,以及光路内壁等已开始越来越多地使用超黑吸光消光镀膜,以减少成像鬼影、提升成像品质、增加外观吸引力。特别是目前各大手机厂商,大部分高端产品的摄像镜头模组已采用超黑纳米镀膜技术。但是,目前主流工艺是减反射光学多层镀膜,这个工艺缺点非常明显,因为使用的是光学干涉原理,所以七彩反射非常明显,极大影响成像品质,也影响产品外观,而且,这种工艺对红外光几乎没有吸收能力,所以在需要红外吸收的镜头成像方面完全无法使用。比较起来,精石纳米公司最新的超黑全波段吸光消光纳米镀膜具有很大的优势,应用到各种镜头和光学成像系统上,不仅可以增强外观吸引力,而且可以显著地提高成像品质。

应用三、LED显示屏
LED显示屏技术近年发展迅猛,已得到广泛应用,超黑吸光镀膜配件也开始应用到LED显示屏上。超黑镀膜的应用,可以完全替代传统黑色油漆工艺,并且大幅提高显示对比度、画面锐利度和成像品质,给观众带来更好的欣赏体验。

应用四、机器视觉和检测
机器视觉和检测的首要基础是获得成像对象的准确数据,如果有太多的杂散光和无用光线的干扰,必然导致成像不清晰、数据不准确,从而让机器判断和检测失败。超黑吸光消光镀膜,制备在各个相关零件上,可以使机器光学系统准确地捕捉到观察或测试对象的映像,消除掉各种干扰,获取到精准的数据,从而完美解决识别和检测问题。

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行业进展

目前世界上只有以色列、英国等企业可以提供工业化的超黑吸光镀膜。以色列Acktar公司的超黑镀膜是基于真空镀技术制备的特殊结构材料,厚度5-10微米,总半球反射率在1-5%,是目前市场占有率最高的产品。英国Surrey Nano Systems公司推出的VantaBlack系列超黑产品,是基于垂直整列碳纳米管的材料,有镀膜产品和涂料供应市场。最近几年日本Musou公司推出了几代超黑涂料,号称吸收率从95%提高到99.4%,但主要应用在可见光波段,而且结合力和耐用性都比较差。

国内这个领域一直比较落后,除了中科院的研究所有一些研究成果外,工业界一直是空白,导致相关行业长期依赖进口,成本高企无法降低。最近,深圳市精石纳米技术公司实现了超黑镀膜的技术突破,改变了这一局面。该公司推出的超黑宽波段全吸光纳米镀膜已开始产业化应用,完成了从实验室向商品化量产的过程,产品的可见光和红外光吸收性能等指标均达到国际先进水平,实现了国产替代,填补了国内相关行业的空白,具有重要的技术、经济和社会价值。

精石纳米技术公司在真空等离子表面处理和纳米材料科技领域有十多年的研发和生产的技术积累,在超黑全吸光镀膜技术上拥有完全的自主知识产权。精石超黑镀膜,是完全绿色环保的高科技工艺,可以制备在金属、陶瓷、玻璃和塑料材料表面,可以制备在三维零件上,也可以制备在柔性薄膜上。出于成本考虑和用户不同档次产品要求,精石公司近期推出了两档超黑吸光镀膜产品,即吸收率为96%和99%的两档镀膜服务,客户可根据不同应用进行选择。


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