Просветление оптики - уменьшение отражения
коэффициентов поверхностей оптич. деталей путём нанесения на них непоглощающих
плёнок, толщина к-рых соизмерима с длиной волны оптич. излучения. Без просветляющих
плёнок, даже при нормальном падении лучей, потери на отражение света могут
составлять до 10% от интенсивности падающего излучения. В оптич. системах с
большим числом поверхностей (напр., в объективах) потери света могут достигать
70% и более. Многократное отражение от преломляющих поверхностей приводит к
появлению внутри приборов рассеянного света, что ухудшает качество изображений,
формируемых оптич. системами приборов. Эти нежелательные явления устраняются
с помощью П. о., что является одним из важнейших применений оптики тонких
слоев.
Просветление оптики - результат интерференции света, отражаемого
от передних и задних границ просветляющих плёнок; она приводит к взаимному "гашению"
отражённых световых волн и, следовательно, к усилению интенсивности проходящего
света. При углах падения, близких к нормальному, эффект П. о. максимален, если
толщина тонкой плёнки равна нечётному числу
четвертей длины световой волны в материале плёнки, а преломления показатель (ПП) плёнки n2 удовлетворяет равенству , где п1 и п3 - ПП сред, граничащих с плёнкой(часто
первой средой является воздух). Отражённый свет ослабляется тем сильнее, чем
больше разность п3 - n2; если же n2
> п3, то интерференция отражённых от границ плёнки лучей,
напротив, усилит интенсивность отражённого света (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость коэффициента отражения R
от зыраженной в долях световой волны l толщины тонкого слоя, нанесённого
на подложку из стекла, для различных значений показателя преломления слоя п2. Показатель преломления стекла n3 = 1,52, n1
= 1 (воздух).
Изменяя толщину просветляющей плёнки, можно сместить минимум отражения в
разл. участки спектра.
Для деталей из стекла с низким ПП П. о. однослойными
плёнками недостаточно эффективно. Применение двухслойных просветляющих плёнок
позволяет почти полностью устранить отражение света от поверхности детали-подложки
независимо от её ПП, но лишь в узкой области спектра. Трёхслойные просветляющие
плёнки дают возможность получить равномерно низкое (0,5%)
отражение в широкой спектральной области, напр. во всём видимом диапазоне (рис.
2). Двух- и трёхслойные покрытия используют для П. о., работающей в УФ-области,
где из-за низкого значения однослойные покрытия малоэффективны. Наилучшее П.
о. в широкой области спектра может быть
достигнуто с помощью неоднородных просветляющих плёнок, значение ПП к-рых плавно
меняется от n подложки до h окружающей среды. В практически
получаемых неоднородных плёнках n меняется ступенчато; ширина спектральной
области с низким отражением увеличивается с возрастанием числа "ступенек",
приближающим характер изменения ПП к плавному.
Рис. 2. Зависимости в диапазоне видимого света (400-700 нм) коэффициентов отражения R поверхности стекла с п3 = 1,52 от длины волны света l: 1 - для непросветлённой поверхности; 2 - для поверхности с однослойной про-светляющей плёнкой, показатель преломления которой nt = 1,40; 3 - то же при n2 = 1,23; 4 - для поверхности с трёхслойной просветляющей плёнкой.
Л. Н. Капорский.
|
![]() |