本技术涉及光学，具体涉及一种具有微结构膜层的光学元件及其制备方法。
背景技术：
1、在光学技术领域中，减反射膜是光学系统中必不可少的光学元件，是目前使用率最高的光学薄膜。减反射膜能够减少入射光的反射损失，增加光线的透过率，使图像显示的更加清晰，也能够提高光能的利用率等。
2、但是，传统的减反射膜通过高低折射率层交替，以薄膜干涉实现减反效果。当前市场量产化的减反射膜对于在波长420nm~680nm范围内的光的最大反射率rmax小于等于1%。由此可见，受传统镀膜原理等的局限无法实现高性能减反膜，仍存在较高反射。
技术实现思路
1、本技术的实施方式提供了一种可至少部分解决现有技术中的上述至少一个缺点或者其他缺点的光学元件及其制备方法。
2、本技术的第一方面提供了一种光学元件，其包括基材层和微结构膜层，微结构膜层设于基材层的至少一侧表面上，以使得形成的光学元件对于在波长300mm~950nm范围内的光的反射率r满足：0%＜r≤0.2%。
3、根据本技术的示例性实施方式，光学元件对于在波长400nm~850nm范围内的光的反射率r满足：0%＜r≤0.1%。
4、根据本技术的示例性实施方式，光学元件满足：0.61≤n/ns≤0.93，其中，n为微结构膜层的折射率，ns为基材层的折射率。
5、根据本技术的示例性实施方式，微结构膜层的折射率n和基材层的折射率ns分别满足：1.1≤n≤1.4、1.5≤ns≤1.8。
6、根据本技术的示例性实施方式，微结构膜层包括至少一个微结构，微结构满足：0.13≤h/p≤40，其中，h为微结构在垂直于基材层的表面的方向上的高度，p为微结构在平行于基材层的表面的方向上的最大直径。
7、根据本技术的示例性实施方式，微结构在垂直于基材层的表面的方向上的高度h和微结构在平行于基材层的表面的方向上的最大直径p分别满足：80nm≤h≤800nm、20nm≤p≤600nm。
8、根据本技术的示例性实施方式，微结构膜层在第一预设高度的折射率满足以下条件式：
9、；以及
10、；
11、其中，r为微结构膜层的半径，z为微结构膜层中的微结构的个数，ai为微结构在第一预设高度的截面面积，微结构膜层的高度方向与基材层设置有微结构膜层的表面相垂直。
12、根据本技术的示例性实施方式，在第二预设高度上，微结构膜层满足：
13、；
14、其中，m0为微结构膜层平行于基材层的表面的方向上的长度，z1为微结构膜层的m0长度上的微结构的个数，mi为微结构在第二预设高度的截面的长度，第二预设高度为微结构膜层的自远离基材层的一端起至靠近基材层一端的高度的1/3范围内。
15、根据本技术的示例性实施方式，微结构膜层的折射率自靠近基材层一端向远离基材层的一端逐渐变小；以及微结构膜层在第三预设高度的折射率为1.3~1.65，第三预设高度为微结构膜层的自靠近基材层的一端起至远离基材层一端的高度的1/5范围内；微结构膜层在第四预设高度的折射率为1~1.05，第四预设高度为微结构膜层的自远离基材层的一端起至靠近基材层一端的高度的1/5范围内。
16、根据本技术的示例性实施方式，微结构膜层的材料至少包括氧化铝。
17、根据本技术的示例性实施方式，光学元件的表面接触角wac满足：wac≤5°。
18、根据本技术的示例性实施方式，光学元件还包括介质膜层，介质膜层设于基材层与微结构膜层之间。
19、根据本技术的示例性实施方式，介质膜层包括第一介质膜层和第二介质膜层，第一介质膜层和第二介质膜层交替堆叠设置，第一介质膜层和第二介质膜层的总层数小于等于10层。
20、根据本技术的示例性实施方式，第一介质膜层和第二介质膜层的总层数为2层或4层。
21、根据本技术的示例性实施方式，第一介质膜层的厚度为5nm~120nm，第二介质膜层的厚度为10nm~200nm。
22、根据本技术的示例性实施方式，介质膜层满足：1.1≤n1/n2≤1.2，其中，n1为第一介质膜层的折射率，n2为第二介质膜层的折射率。
23、根据本技术的示例性实施方式，介质膜层的材料包括ta、si、al、ti、ti的氧化物、ta的氧化物、si的氧化物和al的氧化物中的至少一种。
24、根据本技术的示例性实施方式，基材层的材料包括塑料、玻璃、金属及其复合材料中的至少一种，以及基材层的材料为塑料，介质膜层包括si、al、si的氧化物和al的氧化物中的至少一种。
25、本技术的第二方面提供了一种光学元件的制备方法，其包括：提供基材层；以及在基材层的至少一侧表面上形成微结构膜层，以使得形成的光学元件对于在波长300nm~950nm范围内的光的反射率r满足：0%＜r≤0.2%。
26、根据本技术的示例性实施方式，在基材层的至少一侧表面上形成微结构膜层，包括：在基材层的至少一侧表面上形成均匀膜层；基于均匀膜层形成微结构膜层。
27、根据本技术的示例性实施方式，在基材层的至少一侧表面上形成均匀膜层，包括：通过物理气相沉积、化学气相沉积中的至少之一在基材层的至少一侧表面上形成均匀膜层。
28、根据本技术的示例性实施方式，基于均匀膜层形成微结构膜层，包括：通过物理刻蚀、氧化处理、水浴反应中的至少一种处理均匀膜层形成微结构膜层。
29、根据本技术的示例性实施方式，通过物理刻蚀处理均匀膜层形成微结构膜层，包括：在预设反应温度下，以刻蚀气体为载体，通过控制刻蚀功率和刻蚀气体的通入量，以束状能量轰击均匀膜层形成具有圆柱状微结构的微结构膜层；其中，形成的微结构膜层的折射率满足以下条件式：
30、；
31、其中，t为预设反应温度，k为刻蚀功率，l为刻蚀气体的通入量。
32、根据本技术的示例性实施方式，预设反应温度为25℃~400℃；刻蚀功率为0.1kw~5kw；刻蚀气体的通入量为1sccm~1000sccm。
33、根据本技术的示例性实施方式，预设反应温度为70℃~120℃；刻蚀功率为1kw~3kw；刻蚀气体的通入量为30sccm~70sccm。
34、根据本技术的示例性实施方式，通过氧化处理均匀膜层形成微结构膜层，包括：通过强氧化物质的处理，反应溶解部分均匀膜层形成具有带状微结构的微结构膜层；其中，强氧化物质至少包括双氧水。
35、根据本技术的示例性实施方式，通过水浴反应处理均匀膜层形成微结构膜层，包括：通过去离子水与均匀膜层反应形成具有草丛状或圆锥状微结构的微结构膜层。
36、根据本技术的示例性实施方式，在基材层的至少一侧表面上形成微结构膜层，包括：在基材层的至少一侧表面上形成介质膜层；以及在介质膜层上形成微结构膜层。
37、本技术所提供的光学元件，通过设置具有低折射率的微结构膜层，可实现300nm~950nm的大范围光学波段的减反射效果，同时，微结构增加了表面接触面积，可有效实现超低反射的效果，最高反射率不超过0.2%，在一些示例性实施方式中，光学元件在400mm~850nm光学波段的最高反射率不超过0.1%，在另一些示例性实施方式中，光学元件在400mm~750nm光学波段的最高反射率不超过0.1%，可有效减少入射光的反射损失，增加光线的透过率。
1.一种光学元件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件对于在波长400nm~850nm范围内的光的反射率r满足：0%＜r≤0.1%。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件满足：0.61≤n/ns≤0.93，其中，n为所述微结构膜层的折射率，ns为所述基材层的折射率。
4.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述微结构膜层的折射率n和所述基材层的折射率ns分别满足：
5.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述微结构膜层包括至少一个微结构，所述微结构满足：0.13≤h/p≤40，其中，h为所述微结构在垂直于所述基材层的表面的方向上的高度，p为所述微结构在平行于所述基材层的表面的方向上的最大直径。
6.根据权利要求5所述的光学元件，其特征在于，所述微结构在垂直于所述基材层的表面的方向上的高度h和所述微结构在平行于所述基材层的表面的方向上的最大直径p分别满足：
7.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述微结构膜层在第一预设高度的折射率满足以下条件式：
8.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，在第二预设高度上，所述微结构膜层满足：
9.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述微结构膜层的折射率自靠近所述基材层一端向远离所述基材层的一端逐渐变小；以及
10.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述微结构膜层的材料至少包括氧化铝。
11.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件的表面接触角wac满足：wac≤5°。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件还包括介质膜层，所述介质膜层设于所述基材层与所述微结构膜层之间。
13.根据权利要求12所述的光学元件，其特征在于，所述介质膜层包括第一介质膜层和第二介质膜层，所述第一介质膜层和所述第二介质膜层交替堆叠设置，所述第一介质膜层和所述第二介质膜层的总层数小于等于10层。
14.根据权利要求13所述的光学元件，其特征在于，所述第一介质膜层和所述第二介质膜层的总层数为2层或4层。
15.根据权利要求13所述的光学元件，其特征在于，所述第一介质膜层的厚度为5nm~120nm，所述第二介质膜层的厚度为10nm~200nm。
16.根据权利要求13所述的光学元件，其特征在于，所述介质膜层满足：1.1≤n1/n2≤1.2，其中，n1为所述第一介质膜层的折射率，n2为所述第二介质膜层的折射率。
17.根据权利要求12所述的光学元件，其特征在于，所述介质膜层的材料包括ta、si、al、ti、ti的氧化物、ta的氧化物、si的氧化物和al的氧化物中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的光学元件，其特征在于，所述基材层的材料包括塑料、玻璃、金属及其复合材料中的至少一种；以及
19.一种光学元件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，在所述基材层的至少一侧表面上形成微结构膜层，包括：
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，在所述基材层的至少一侧表面上形成均匀膜层，包括：
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，基于所述均匀膜层形成所述微结构膜层，包括：
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，通过物理刻蚀处理所述均匀膜层形成微结构膜层，包括：
24.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述预设反应温度为25℃~400℃；所述刻蚀功率为0.1kw~5kw；所述刻蚀气体的通入量为1sccm~1000sccm。
25.根据权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述预设反应温度为70℃~120℃；所述刻蚀功率为1kw~3kw；所述刻蚀气体的通入量为30sccm~70sccm。
26.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，通过氧化处理所述均匀膜层形成微结构膜层，包括：
27.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，通过水浴反应处理所述均匀膜层形成微结构膜层，包括：
28.根据权利要求19-27中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述基材层的至少一侧表面上形成微结构膜层，包括：
