просветление оптики

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.

П. о.- 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 n_t = 1,40; 3 - то же при n₂ = 1,23; 4 - для поверхности с трёхслойной просветляющей плёнкой.

Лит. см. при ст. Оптика тонких слоев. Л. Н. Капорский.

   <<      Предметный указатель      >>