Просветление оптики

Опубликовано 25.02.2011 Ведущий Антон Степанов

В оптических системах с большим числом поверхностей, например в сложных объективах, потери света на отражении могут достигать 70% и более. В видимой области спектра (длина волны l= 400—700 нм) даже при нормальном падении лучей на границе воздух — оптическая среда они могут составлять до 10% от интенсивности падающего излучения. Многократное отражение от преломляющих поверхностей вызывает появление внутри приборов рассеянного света, что ухудшает качество изображений, формируемых оптическими системами приборов. Эти нежелательные явления устраняются с помощью просветления оптики. Это уменьшение коэффициентов отражения поверхностей оптических деталей путём нанесения на них одной или нескольких непоглощающих плёнок.
Просветление оптики — результат интерференции света, отражаемого от передних и задних границ просветляющих плёнок. Это приводит к взаимному «гашению» отражённых световых волн и, следовательно, к усилению интенсивности проходящего света.
Если используется один просветляющий слой, то для наилучшего эффекта показатель преломления просветляющей плёнки должен равняться квадратному корню показателя преломления оптического стекла линзы. Толщину пленки подбирают равной четверти длины волны, как правило, центра видимого диапазона. Наиболее подходящим материалом для просветляющей пленки является фторид бария, обладающий весьма низким показателем преломления. Изменяя толщину просветляющей плёнки, можно сместить минимум отражения в различные участки спектра. Такую технологию часто используется в лазерной технике.
В многослойном просветлении используется нанесение до 15ти пленок из разных материалов и с разными показателями преломления. Потери на отражение в таких системах составляют менее 0,5%. Их качество значительно выше оптики с одним просветляющим слоем, поскольку у них мала зависимость отражательной способности от длины волны видимого спектра. Существенно уменьшаются искажения цвета. Эту технологию используют фототехнике, телескопах. Такую оптику мы всегда узнаем по характерному пурпурному цвету отражений объектива. Это объясняется тем, что минимальными стараются делать отражения в области центра видимого спектра. А отражения с длинами волн его краев – красного и фиолетового цвета более велики.
По методике нанесения и составу просветляющего покрытия просветление бывает физическим (напыление) и химическим (травление). В состав многослойного просветляющего покрытия, помимо собственно просветляющих слоев, обычно входят вспомогательные слои - улучшающие сцепление со стеклом, защитные, гидрофобные и прочие.
Такая техника достаточно дорого стоит, при этом сами пленки легко повредить. Поэтому с ней нужно обращаться бережно и предохранять от загрязнений.