專利名稱：一種齒科冷光美白儀濾光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒科冷光美白儀濾光片領(lǐng)域，更具體的說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)消紫 外線和近紅外線的齒科冷光美白儀濾光片。
背景技術(shù)：
齒科冷光美白儀是一種利用光輻射原理使光固化樹脂迅速有效聚合的產(chǎn) 品，用于口腔科作美白牙齒。光固化材料由高分子復(fù)合材料加"美白凝膠和特 別處理的感光催化劑"組成。在齒科冷光美白儀發(fā)出的高強度的藍(lán)光照射下， 感光催化劑吸收輻射能后形成活性自由基或者陽離子，引發(fā)單體和美白凝膠聚 合、交聯(lián)等反應(yīng)，高分子復(fù)合材料在數(shù)秒鐘內(nèi)由美白凝膠與生物活性酶充分結(jié) 合，讓美白分子具有更強的活力可以徹底去除牙齒深層的色素。正常固化美白 后的材料具有類似自然牙齒的強度，耐磨，能很好的滿足口腔臨床的要求。齒
科冷光美白儀的應(yīng)用越來越廣，按照光源的不同可以分為如下幾類 一是卣素 燈，其發(fā)光源是卣素?zé)襞?；二是弧光燈，其發(fā)光源是弧光燈；三是激光器，其 發(fā)光源是固體或氣體激光器，四是目前最新發(fā)展的LED光固化機，光源是發(fā)光 二極管。目前，使用得最多的是卣素?zé)襞荨?br> 卣素?zé)舭l(fā)光光鐠范圍較寬，光語范圍包含紫外到近紅外之內(nèi)的所有波段。 紫外光對人體具有損傷效應(yīng)，而近紅外光具有較高的熱效應(yīng)，因此在使用卣素 燈泡作為齒科冷光美白儀光源時，必須加裝可以消紫外線和近紅外線的濾光片。
與聚合反應(yīng)有關(guān)的波長主要分布在420nm-535腿之間，峰值在470nm。濾光 片的作用是濾除對樹脂聚合不起作用的波長?，F(xiàn)有的濾光片在使用過程中會因 高溫照射而壽命降低，出現(xiàn)截止波長漂移、起泡、脫落等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致紫外 光透射對人體產(chǎn)生傷害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種雙面鍍制的新型消紫 外線和近紅外線的齒科冷光美白儀濾光片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得濾光片在紫外和近 紅外截止的前提下具有較高的有效美白、固化光譜透射率，提高了齒科冷光美 白儀的美白效果，并通過較寬的紅外截止且具有在545nm-700nm范圍截止，平均透射率小于5%且大于或等于4%的設(shè)計，在705nm-1200nm范圍截止，平均透 射率小于1%,使冷光美白儀光斑區(qū)域溫升控制在一定的溫度，有效提高了對美 白凝膠的固化。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的。本發(fā)明設(shè)計了一種齒科冷光美白儀濾光片，其在基片雙面鍍制的由高低折 射率材料組成的截止濾光膜，其膜系結(jié)構(gòu)為(0. 5HL0. 5L) '3 3. 3 (0. 5LH0, 5L)15 /G/2 (0. 5LH0. 5L)5 2. 6 (0. 5LH0. 5L)15其中 G代表基片，a表示光學(xué)厚度為四分之一中心波長的高折射率層，丄表示光學(xué)厚 度為四分之一中心波長的低折射率層。本發(fā)明的基片采用石英材料制作；低折 射率層材料可以在Si02 、 A1203、或MgFz。中選用；高折射率層材料可以在Ti02、 Ta205、或ZnS中選用。本發(fā)明的膜系主要結(jié)構(gòu)為四個截止波長不同的截止濾光膜，為 一種能夠?qū)?現(xiàn)消紫外線和近紅外線的齒科冷光美白儀濾光片。其所達(dá)到的效果是濾光片在 380誦以下高度截止，透射率小于O. 85%,在420誦-535nm透光，平均透射率大 于90%,在545nm-700腿范圍截止，平均透射率小于5°/。且大于或等于4%的設(shè)計， 在700腿-1200nm范圍截止，平均透射率小于O. 5%。本發(fā)明具有較寬的紅外截 止區(qū)域，截止位置在紅外端達(dá)到1200nm，而且符合中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)YY0055-2002《牙科設(shè)備光固化機》中4. 2的要求。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下突出的實質(zhì)性特點和進(jìn)步本發(fā)明公開的齒科冷光美白儀濾光片在紫外和近紅外截止的前提下具有較 高的有效美白光語透射率，提高了冷光美白儀的使用效率，增加了美白的效果。 通過較寬的紅外截止一定輸出設(shè)計使冷光美白儀光斑區(qū)域溫升控制在一定的溫 度，有效提高了對美白凝膠的固化。濾光片的雙面結(jié)構(gòu)具有光譜特性穩(wěn)定、膜 層牢固的優(yōu)點，滿足齒科冷光美白儀的長期使用要求，減少了更換次數(shù)，且具 有良好的重復(fù)性。膜系結(jié)構(gòu)適合通用的優(yōu)化軟件，能夠達(dá)到更佳的效果。


圖1本發(fā)明的濾光片結(jié)構(gòu)；圖2長波通截止膜系和短波通截止膜系構(gòu)成的帶通濾光膜的透射率曲線； 圖3兩個短波通疊加的濾光膜透射率曲線；圖4優(yōu)化后整體膜系設(shè)計透射率曲線； 圖5濾光片實測光譜。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的設(shè)計過程做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 本發(fā)明公開了一種用于齒科冷光美白儀的消紫外線和近紅外線的齒科冷光 美白儀濾光片。
本發(fā)明中的濾光片是鍍制在紫外吸收材料的基片上的高低折射率交替的復(fù) 合介質(zhì)膜，高折射率材料為為Ti02、 Ta205、或ZnS，低折射率介質(zhì)層為Si02 、 A 1203、或MgF2。膜系主要結(jié)構(gòu)為四個截止波長不同的截止濾光膜，其膜系結(jié)構(gòu) 為
(0. 5HL0. 5L) '3 3. 3 (0. 5LH0. 5L)15 /G/2 (0. 5LH0. 5L)5 2. 6 (0. 5LH0. 5L)15
其中G代表基片，i7表示光學(xué)厚度為四分之一中心波長的高折射率層，L表 示光學(xué)厚度為四分之一中心波長的低折射率層。
對長波通截止膜系和短波通截止膜系構(gòu)成的帶通濾光膜，其膜系結(jié)構(gòu)可分 別表示為(O. 5HL0. 5Hr和(0. 5LH0. 5L)n，其中m、 n為膜的層數(shù)，0. 5為高、低 折射率層光學(xué)厚度的倍數(shù)參數(shù)。
帶通截止濾光膜的截止波長可表述成
<formula>formula see original document page 5</formula> (1) 其中^是一個參考波長。
其截止帶寬度為
<formula>formula see original document page 5</formula>
(2)
為:
對于m或n足夠大的ABA型對稱膜系，截止帶中心的透射率相應(yīng)的透射率
<formula>formula see original document page 5</formula> (3)
對于膜系結(jié)構(gòu)為(0. 5HL0. 5H)m的長波通膜和膜系結(jié)構(gòu)為(0. 5LH0. 51》"的短波通膜構(gòu)成的帶通濾光，其光i昝透射率曲線如圖2所示，中心監(jiān)控波長為345nm。 適當(dāng)選取長波通膜1的周期數(shù)13以及截止波長位置，使得該膜系在380nm以下 高度截止，透射率小于0. 85%,同時在405nm開始透光。當(dāng)選^l短波通膜4的周 期數(shù)15以及截止波長位置，使得該膜系在920nm- 1200nm波長的截止，透射率 小于0. 85°/。，同時在900nm以下開始透光；適當(dāng)選耳又二個短波通截止濾光膜2、 3的截止波長和截止寬度，中心監(jiān)控波長為620nm,可使得整體膜系滿足在 420mn-5 35nm透光，平均透射率大于90%,在545nm-700體范圍截止，平均透射 率小于5°/ 且大于或等于4% ，在705誦-1200nm范圍截止，平均透射率小0.5%， 其光譜曲線如圖3所示。雙面鍍制的長、短波通濾光膜l、 4和短波通濾光膜2、 3 組成的膜系:(0. 5HL0. 5L)13 3. 3 (0. 5LH0. 5L)15 /G/2 (。. 5LH0. 5L)5 2. 6(0. 5LH0. 5L)15，其光譜透射率曲線如圖4所示。其光譜曲線是通過 "TFCalc35" 軟件商用光學(xué)鍍膜軟件，優(yōu)化后的具體膜系 結(jié)構(gòu)為111. 9nmL， 8. 5nmH， 40. 3 nmL， 48. lnm H， 11. 4服L， 42. 3nm H， 186. 9nm L， 44. lnmH， 28. 3nmL, 30. 4nmH, 78. 6nmL， 23. 3nmH, 54. lnmL， 32. 7nmH41. 37nmL, 38 .7nml1， 61. OnmL， 13. 2nmH， 72. 4nmL， 42. lnmH, 39. lnmL， 20. 5nmH， 67. 4nmL， 113. 5n mH, 181. 1nmL， 109. 5nmH， 173. lnmL， 106. 8nml1, 174. 2nmL， 113. 5nmH， 181. 7nmL， 11 6. 2nmH， 186. 4nmL， 113. 9nmH， 187. 9nmL,， 117. 9nmH， 185. 3nmL， 115. 3nmH， 189. 6nm L, 114. 8nmH， 190. 8nmL， 115. 8nmH， 188. lnmL, 117. 7mnH， 183. 9nmL， 116. 7nmH， 185 nmL, 117. 7nmH, 182. lnmL, 116. 5nraH， 174. 5nmL， 105. 9腦H， 148. 4nmL， 115. 6歷L， 8 1. 8nmH， 100. 3nmL， 79. 2nmH, 81. 6nmL， 76. 8nm H， 98. 7nm L， 64. 9nm H， 126. 4nm L，48.4nm H， 134. lnm L， 68. 9nm H， 175. 6nmL， 91. 6nmH， 117. 7rnn L， 77. 6nm H， 150. 9nm L, 92. 9rnn H， 135. 3rnn L， 79. lnm H， 136. 8nm L， 93. 5nm H， 144. 3nm L，75. 6nm H， 144. 9nmL， 88. 7nm H， 151. 6nm L， 79. 8nm H， 151. 7nm L， 96. 5nm H， 153. 7nm L， 93. 6nm H， 164. 8nm L， 90. 4nm H， 150. lnm L， 93. 7nm H， 146. 7nm L， 90. 5nm H, 153. 6rnn L， 91. 5nm H， 75. 6nmL，其中H, L分別代表高低折射率材 料在345nra中心波長下1/4波長的光學(xué)厚度。優(yōu)化結(jié)果如圖4所示，使用高精 度帶石英晶振膜厚儀光學(xué)多層鍍膜機完全可以實現(xiàn)該設(shè)計結(jié)果。如圖1所示，考慮到基片5兩側(cè)膜層的匹配，本發(fā)明將優(yōu)化后的短波通濾 光膜2與3鍍制在基片5的一側(cè)，長波通濾光膜1與長波通濾光膜4鍍制在基片5的另一側(cè)，既得到齒科冷光美白儀濾光片的基本結(jié)構(gòu)。由于在可見光范圍 內(nèi)本專利使用的基片屬于無吸收的厚膜，因此需要考慮基片的厚膜效應(yīng)。
無吸收時作為厚膜的基片前后二個表面上非相干光進(jìn)行疊加。光波在前后 二個表面上逐次反射，疊加二個界面上的各次反射光強和透射光強，得到各次
反射的強度的總和為
1- 總的透射為-.
(<formula>formula see original document page 7</formula>將該設(shè)計膜系鍍制在紫外吸收材料的基片上，制備出齒科冷光美白儀濾光
片
基于上述理論所設(shè)計的齒科冷光美白儀濾光片，本發(fā)明使用光學(xué)多層鍍膜 機進(jìn)行了實驗鍍制與使用。如圖5所示，實驗結(jié)果表明，本發(fā)明的齒科冷光美 白儀濾光片與理論設(shè)計相符并符合中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0055-2002 《牙科設(shè)備光固化機》中4. 2對光譜的要求，且已通過國家食品藥品監(jiān)督管 理局廣州醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢測，并在多次鍍制與測量中也顯示了 良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
權(quán)利要求
1.一種齒科冷光美白儀濾光片，其特征是在基片雙面鍍制的由高、低折射率材料組成的截止濾光膜，其膜系結(jié)構(gòu)為(0.5HL0.5L)13 3.3(0.5LH0.5L)15/G/2(0.5LH0.5L)5 2.6(0.5LH0.5L)15，其中G代表基片，H表示光學(xué)厚度為四分之一中心波長的高折射率層，L表示光學(xué)厚度為四分之一中心波長的低折射率層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒科冷光美白儀濾光片，其特征是所述的基片采 用石英材料制作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒科冷光美白儀濾光片，其特征是所述低折 射率層材料為Si02、 A1203、或MgR。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒科冷光美白儀濾光片，其特征是所述高折 射率層材料為Ti02、 TaA、或ZnS。
全文摘要
本發(fā)明涉及齒科冷光美白儀濾光片領(lǐng)域，目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種雙面鍍制的新型消紫外線和近紅外線的齒科冷光美白儀濾光片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得濾光片在紫外截止和近紅外截止一定輸出的前提下具有較高的有效美白光譜透射率，提高了齒科冷光美白儀的美白效果，并通過較寬的紅外截止一定輸出設(shè)計使冷光美白儀光斑區(qū)域溫升控制在一定的溫度，有效提高了對美白凝膠的固化。結(jié)構(gòu)是在基片雙面鍍制的由高低折射率材料組成的截止濾光膜，其膜系結(jié)構(gòu)(見式)。
文檔編號G02B5/20GK101320105SQ200810029248
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者唐健飛, 江紹基, 鐘金池, 魏鈺薇 申請人:中山大學(xué);南昌普洋科技有限公司