나노 구조를 이용한 초발수용 안경렌즈의 반사방지 효과에 대한 FDTD 시뮬레이션

서지정보

ㆍ발행기관 : 대한시과학회 ㆍ수록지정보 : 대한시과학회지 / 17권 / 2호
ㆍ저자명 : 박문찬

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 시뮬레이션 방법
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 굴절률 monitor
2. 시뮬레이션 주기에 따른 반사 스펙트럼
3. 역원추 깊이에 따른 반사 스펙트럼
4. 역원추 반경에 따른 반사 스펙트럼
5. 시뮬레이션 주기와 역원추 깊이 변화에 따른평균 반사율 등고 지도선
Ⅳ. 결 론
감사의 글
참고문헌

한국어 초록

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 하드 코팅 막과 SiO2 막을 쌓은 후, FDTD(Finite-difference time-domain) 시뮬레이션을 이용하여 평균 반사율을 계산하고 나노 구조 형태에 따른 반사방지 효과를 연 하였다.
방 법: 시뮬레이터 설계에서 굴절률이 1.55인 안경렌즈 위에 하드발수막을 3μm로 하고, 그 위에 SiO2 막을 100nm에서 900nm의 두께로 변화시켰으며, SiO2 막에 역원추 모양의 나노 구조를 만들었다. 역원추 체적비를 최적으로 만들기 위해 역원추의 배열을 육방정 형태로 하였다. 시뮬레이션 주기와 역원추 깊이와 반지름을 변화시켰으며, 또한 최적의 반사방지 효과를 찾기 위해 평균 반사율 등고선 지도를 만들었다.
결 과: 안경렌즈의 평균 반사율을 얻은 결과, 시뮬레이션 주기는 100nm에서 300nm일 때 역원추 깊이는 700nm 이상에서 최적상태였으며, 역원추 반경은 시뮬레이션 주기의 반일 때 최적이 되었으며, 최적상태에 서 안경렌즈의 평균 반사율은 0.15%이었다.
결 론: 안경렌즈 코팅막을 역원추 나노 구조로 만들면 안경렌즈에서 초발수 현상이 나타날 뿐 아니라, 반사방지 효과가 나타나 안경렌즈의 여러 층의 반사방지막 코팅을 대신할 수 있으리라 기대된다

영어 초록

Purpose: This paper was to study the antireflection effect with the pattern of nanostructures by calculating the reflectance, which were coated on Ophthalmic lenses with no curvature.
Method: The reflectances for the nanostructures on the lenses were calculated using the FDTD simulator. A hard-coating on the lens with a refractive index of 1.55 was coated with a thickness of 3μm, and the thickness of the SiO2 film on a hard-coating was varied from 100nm to 900nm. Nanostructures made in SiO2 layer formed a inverted cone shape, which was arranged as hexagonal to make the volume fraction maximum in SiO2 layer. The period, depth, and radius of the inverted cone were varied. Also the contour map of reflectances was made to find the best antireflection effect.
Results: The results of calculating the reflectance of the lens with no curvature were that the simulation period was optimal at between 100nm and 300nm. the optimal of inverted cone depth was above 700nm, and the optimum was that the cone radius was half of period. The average reflectance of the spectacle lens was 0.15% in the optimum state.
Conclusion: It was expected that a inverted cone nanostructures on the Ophthalmic lens made the lens superhydrophobic, and was substitute for the antireflection multilayer of the lens.

참고 자료

없음