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一、耐磨损膜(俗称加硬膜)
眼镜片在日常使用中会造成镜片磨损，例如不干净的镜布擦拭镜片上的灰尘，容易在镜片表面产生划痕。与玻璃镜片相比，有机材料的耐磨性较差，更容易产生划痕。通过显微镜，我们可以观察到镜片表面的划痕主要分为两种，一是由小砂砾产生的划痕，浅而细小，戴镜者不容易察觉；另一种是由较大砂砾产生的划痕，深且周边粗糙，如果正好位于中心区域则会影响视力。
1.技术发展
(1)20世纪70年代初，当时认为玻璃镜片不易磨损是因为硬度高，而有机镜片则太软所以容易磨损。因此将石英材料在真空条件下镀在有机镜片表面，形成一层非常硬的耐磨损膜，但由于其热涨系数与片基材料的不匹配，导致膜层脆裂且容易脱膜，耐磨损效果不理想。
(2)20世纪80年代后期，研究人员发现磨损产生的机理不仅仅与硬度相关，膜层材料还具有“硬度/形变”的双重特性，即有些材料的硬度较高，但变形较小，而有些材料硬度较低，但变形较大。因此，研究人员采用浸泡工艺法，在有机镜片的表面镀上一种硬度高且不易脆裂的材料。
(3)20世纪90年代后期，研究发现，树脂镜片片基的硬度和减反射膜层的硬度有很大的差别，因此认为耐磨损膜层应该镀在这两者之间，从而解决树脂镜片表面镀上减反射膜层后的耐磨性变差的问题。耐磨损膜层材料的硬度应介于减反射膜和镜片片基的硬度之间，耐磨损且不易脆裂，使镜片在受到砂砾摩擦时能起缓冲作用，不容易产生划痕。
(4)现代镀耐磨损膜技术：耐磨损膜既含有有机基质，又含有包括硅元素的无机超微粒物，使耐磨损膜具备韧性的同时又提高了硬度。现代镀耐磨损膜技术主要采用浸泡法(如图10—9)，
即镜片清洗后，浸入加硬液中，一定时间后，以一定的速度提起。提起速度与加硬液的黏度有关，并对耐磨损膜层的厚度起决定作用。提起后在100°C左右的烘箱中聚合4~5 h，镀层厚约3~5 μm。
2.测试方法 判断和测试耐磨损膜耐磨性最基本的方法是临床使用，让戴镜者配戴一段时间，然后用显微镜观察并比较镜片表面的磨损情况。常用且快速直观的测试方法如下：
(1)磨砂试验：将镜片置于盛有的砂砾的容器内(采用标准砂砾)，在规定的程序下来回推动容器，使镜片受到砂砾的摩擦。结束后，用雾度计测试受磨损镜片的光线漫反射量，与标准镜片进行对比。
(2)钢丝绒试验：用一种特定规格的镜片钢丝绒，在一定的压力和速度下，在镜片表面摩擦一定的次数，然后用雾度计测试受磨损镜片的光线漫反射量，与标准镜片进行对比。当然，我们也可以手工操作，对两片镜片用同样的压力擦拭同样的次数，然后用肉眼观察和比较。
3.减反射膜和耐磨损膜的关系 镜片表面的减反射膜层是一种非常薄的无机金属氧化物材料(厚度低于1 μm)，硬且脆。当镀于玻璃镜片上时，由于片基比较硬，砂砾在其上面划过，膜层相对不容易产生划痕；但是减反射膜镀于有机镜片上时，由于片基较软，砂砾在膜层上划过，膜层很容易产生划痕。因此树脂镜片在镀减反射膜前必须要镀耐磨损膜，而且耐磨损膜的硬度与减反射膜的硬度的匹配有特殊的要求。
二、减反射膜
1.作用 眼镜片与眼睛构成了一个光学系统，镀有减反射膜的眼镜片对视觉有明显的改良效果。我们经常会遇到戴惯了镀减反射膜镜片的人如换成不镀减反射膜镜片后会感觉非常不舒适，而且眼镜片对于戴镜者来说还具有重要的装饰作用，镀减反射膜对于眼镜片的美观作用具有重要意义。具体分析如下：
(1)镜面效应：在镜片的前表面(凸)面产生的反光会影响戴镜者的美观。光线通过镜片的前后表面时，不但会产生折射，还会产生反射。这种在镜片前表面产生的反射光会使别人看戴镜者眼睛时，看到的却是镜片表面一片白光。拍照时，这种反光还会严重影响戴镜者的外观形象。
(2)虚像(俗称“鬼影”)：镜片前表面和后表面的不同曲率使镜片内部产生的反光会产生“鬼影”现象，影响视物的清晰度和舒适性。由眼镜学理论可知，镜片屈光力使所视物体在戴镜者的远点形成一个清晰的像，也可以解释为所视物体的光线通过镜片发生偏折后聚焦在视网膜上，形成清晰的像。但是由于屈光镜片前后表面的曲率不同，而且又存在一定量的反射光，所以镜片内部会产生内反射。内反射也会在远点球面附近产生虚像，也就是在视网膜的清晰像点附近产生虚像点(图10-10)。这些虚像点会影响视物的清晰度和舒适性。
(3)眩光：镜片表面产生的反光会使我们产生眩光，降低视物的对比度。根据University of Wales—College of Cardiff的研究显示，减反射膜对屈光不正戴镜者眼前闪光灯刺眼后恢复稳定对比度的时间如表10—6所示。
表10-6 眼前闪光灯刺眼后恢复稳定对比度的时间
未镀减反射膜
镀减反射膜
增加
近视眼
9.75s 4.85s ~5s
远视眼
8.40s 6.20s ~2s
例如，对于驾驶者而言，配戴镀减反射膜的镜片非常重要。如图10—11，
当夜间驾驶时，我们常常会面临来自各个方向的干扰光线，尤其是来自周围车辆车前、车尾的照明灯。如果我们戴的是没有镀减反射膜的镜片，那么镜片除了会产生眩光外，镜片前后表面因反射产生的干扰光线会降低我们的视觉质量，对我们的视物产生干扰，这对于驾驶是非常危险的。
2.原理 减反射膜是以光的波动性和干涉为基础的。两个相位相同，波长相同的光波叠加，那么光波的振幅增强；如果两个光波振幅相同，光程差相差λ/2的光波叠加，那么光波的振幅互相抵消(如图10-12)。
减反射膜就是利用了这个原理，在镜片的表面镀上减反射膜，使得膜层前后表面产生的反射光互相干扰，从而抵消，达到减反射的效果。
3.特性
(1)减反射效果：镜片的减反射效果可以通过反射光谱图来表示。纵坐标是反射率，横坐标是光线的波长。在图10-13中，
上方的横线为普通折射率镜片没有镀减反射膜时单面的反射光曲线。这条线表示不同波长的光反射率基本一致，都在4%左右，反射光呈现白光(或无色)。下面的一条由虚线构成的曲线表示镀有减反射膜的镜片的反射光谱图，可以发现对于不同的波长，反射率是不等的，反射率最低的部分约在波长460 nm左右，但在其他波段，例如在400 nm和700 nm处，反射率高。此曲线表示镀单层减反射膜的镜片，其减反射效果不理想。
(2)多层减反射膜：图10-14
中显示的曲线是采用新工艺镀制的减反射膜所产生的反射光曲线。新工艺主要采用两种方法：一种是采用不同的新材料和不同的膜层厚度，例如膜层为7层或8层；另一种是采用两种不同的膜层材料，采用厚薄交替的4层膜。这种多层减反射膜的方法，使得减反射的效果大大提高。而且膜层间的结合，膜层与镜片的结合也很理想。
(3)减反射膜的反射光残留色：镀减反射膜的目的是要减少光线的反射，但实际工艺中还无法达到100%的减反射效果，因此我们会发现镀有减反射膜的镜片表面会有残留的反射光，通常表现为镜片表面有不同的反射色泽残留，有蓝色、绿色、紫色、黄绿色等等，我们称其为减反射膜层的反射光残留色。临床上，有经验者常会对减反射膜的反射光残留色进行评估对比，来说明减反射效果；而配镜者也常会关注残留色的色泽，选择自己喜欢的颜色。目前研究认为，残留色的不同色泽不能反映减反射膜的好坏。一般而言，减反射效果好的减反射膜的残留色应该较淡。
我们也会发现残留色在镜片凸面及凹面中央部分和边缘部份的颜色会有差异，而且凸面和凹面的反射光残留色也会有差异。这主要是因为减反射膜是采用真空镀膜法。当镜片的一个表面完成镀膜后，再翻过来镀制另一表面；而且镀膜时，曲率变化较小的部位镀制较快，因此在镜片中央部分已达需要的膜层厚度时，镜片的边缘仍然未达到需要厚度；同时凸面与凹面的曲率不同也会产生此类差异，例如在镜片中央部分呈绿色，而在边缘部分则为淡紫红色。
4.技术 有机镜片镀膜技术的难度要比玻璃镜片高。玻璃材料能够承受300°C以上的高温，而有机镜片在超过100°C时便会发黄，易分解。
玻璃镜片的减反射膜材料通常采用氟化镁(MgF2)，但由于氟化镁的镀膜工艺必须在高于200℃的环境下进行，否则不能附着于镜片的表面，所以不适用于有机镜片。
20世纪90年代后期，随着真空镀膜技术的发展，利用离子束轰击技术使膜层与镜片的结合，膜层间的结合得到了进一步地改良。提炼出的氧化钛，氧化锆等高纯度金属氧化物材料可以通过蒸发工艺镀于树脂镜片的表面，获得良好的减反射效果。
以下对树脂镜片的减反射膜镀制技术作一介绍：
(1)镀膜前的准备：镜片在接受镀膜前必须进行预清洗，在清洗槽中分别放置各种清洗液，并采用超声波加强清洗效果。当镜片清洗完后，放进真空舱内，在此过程中要特别注意避免空气中的灰尘和垃圾再度黏附在镜片表面。最后的清洗是在真空舱内镀膜前进行的，放置在真空舱内的离子枪(例如氩离子)轰击镜片的表面，完成此道清洗工序后即进行减反射膜的镀膜。
(2)真空镀膜：减反射膜的生产工艺要求极高，这些要求包括：
①将透明的、折射率非常精确的材料镀于镜片表面；
②膜层的厚度需要精确控制；
⑧膜层与镜片，膜层与膜层结合优良；
④膜层表面完全光滑而无疵点；
⑤镀膜后对镜片的屈光力没有改变。
要达到上述要求，需要采用真空镀膜技术。真空蒸发工艺能够保证将纯质的镀膜材料镀于镜片表面，同时在蒸发过程中，对镀膜材料的化学成分严格控制。真空蒸发工艺能够对膜层厚度进行精确控制，精度达到±5 ?(1? A=10-10m)。
(3)膜层牢固性：对眼镜片而言，膜层的牢固性是镜片重要的质量指标。镜片的质量指标包括镜片耐磨损、抗腐蚀(汗水，潮湿，海风等)、抗温差等。同时镜片也必须经受时间的考验，戴镜者使用了一段时间后应保持性能不变。现在有许多针对性的物理化学测试方法，在模拟戴镜者的使用条件下，对镀膜镜片进行膜层牢度质量的测试。这些测试方法包括：沸腾/冷盐水试验、蒸汽试验、去离子冷/热水试验、钢丝绒摩擦试验、橡胶摩擦试验、溶解试验、黏着试验、酒精和其他溶剂的浸泡试验、温差试验和潮湿度试验等等。
三、抗污膜
1.原理 镜片表面镀制多层减反射膜后，镜片特别容易产生污渍，例如，戴镜者配戴减反射膜镜片几小时后，镜片上往往会出现污渍，而污渍会破坏减反射膜的减反射效果。在显微镜下我们可以发现减反射膜呈微孔结构，所以污渍特别容易浸润入减反射膜层的微孔。解决的方法是在减反射膜层上再镀一层具有抗油污和抗水性能的顶膜，而且为了不改变减反射膜的光学性能，必须是一层非常薄的顶膜。
2.工艺 抗污膜的材料以氟化物为主，有两种加工方法，一种是浸泡法，一种是真空镀膜，最常用的方法是真空镀膜。当减反射膜层完成后，可使用蒸发工艺将氟化物镀于减反射膜上。抗污膜可将多孔的减反射膜层覆盖起来，并且能够将水和油与镜片的接触面积减少，使油和水滴不易黏附于镜片表面，故也称为防水膜或憎水膜(如图10-15)。
对于树脂镜片而言，主要的表面系统处理应该是包括耐磨损膜、多层减反射膜和顶膜抗污膜的复合膜(如图10-16)。
此外也可以镀制进一步加强抗冲击性能的抗冲击膜。如果镜片需要染色的话，一般是在镀制耐磨损膜前先进行染色处理。通常耐磨损膜镀层最厚，约为3~5μm，多层减反射膜的厚度约为0.3μm，顶膜抗污膜镀层最薄，约为0.005~0.O1μm。复合膜的常规镀制过程为：在镜片的片基上首先镀上含有机硅的耐磨损膜，然后用离子轰击进行镀制减反射膜前的预清洗，清洗后采用高硬度的金属材料等进行多层减反射膜的真空镀制，最后再镀上使油和水滴与镜片表面呈一定接触角度(105°~110°)的防水/抗污膜。如果多层减反射膜和防水/抗污膜都采用真空镀制，常将其合二为一，一起镀制。
为了满足戴镜者对眼镜片清晰、美观、舒适、耐用等要求，近年来眼镜片的表面镀膜技术有了飞速的发展。而且，镜片的镀膜具有较高的商业附加值，生产商和销售商也不断增加这方面的投资，加速了这一技术的发展。
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