Прояснення оптики
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Прояснення оптики

Прояснення оптики, зменшення віддзеркалення коефіцієнтів поверхонь оптичних деталей шляхом нанесення на них однієї або декількох непоглинаючих плівок. Без таких (що прояснюють) плівок втрати на віддзеркалення світла можуть бути значними; так у видимої області спектру (довжина хвилі l = 400—700 нм ) навіть при нормальному падінні променів на кордоні повітря — оптичне середовище вони можуть складати до 10% від інтенсивності падаючого випромінювання ( мал. 1 ); див.(дивися) також Віддзеркалення світла, Френеля формули ). У системах з великим числом поверхонь, наприклад в складних об'єктивах, втрати світла можуть досягати 70% і більш. Багатократне віддзеркалення від заломлюючих поверхонь викликає появу усередині приладів розсіяного світла, що погіршує якість зображень, що формуються оптичними системами приладів. Ці небажані явища усуваються за допомогою П. о., яке є одним з найважливіших вживань оптики тонких шарів (див. нижче про основні класи речовин, використовуваних як матеріали для тих, що прояснюють плівок, і способах нанесення плівок).

  П. о. — результат інтерференції світла, відбиваного від передніх і задніх кордонів прояснюючих плівок; вона приводить до взаємного «гасіння» відбитих світлових хвиль і, отже, до посилення інтенсивності проходящего світла. При кутах падіння, близьких до нормального, ефект П. о. максимальний, якщо товщина тонкої плівки дорівнює непарному числу чвертей довжини світлової хвилі в матеріалі плівки, а заломлення показник (ПП) плівки задовольняє рівності n 2 2 = n 1 n 3 , де n 1 і n 3 — ПП середовищ, що граничать з плівкою (часто першим середовищем є повітря). Відбите світло ослабляється тим сильніше, чим більше різниця n 3 — n 2; якщо ж і n 2 > n 3 , то інтерференція відбитих від кордонів плівки променів, навпаки, підсилить інтенсивність відбитого світла ( мал. 2 ).

  Змінюючи товщину прояснюючої плівки, можна змістити мінімум віддзеркалення в різні ділянки спектру. Покриття з мінімальним віддзеркаленням в жовтої області (l = 555 нм , область найбільшій чутливості людського ока) наносять на об'єктиви, вживані в чорно-білій фотографії; у відбитому світлі їх поверхні мають пурпурний відтінок (т.з. блакитна оптика). У просвітлених об'єктивах для кольорової фотографії віддзеркалення мінімальне в блакитної області спектру; відтінок їх поверхонь — янтарний.

  Для деталей із скла з низьким ПП П. о. одношаровими плівками недостатньо ефективно. Вживання тих, що двошарових прояснюють плівок дозволяє майже повністю усунути віддзеркалення світла від поверхні деталі-підкладки незалежно від її ПП, але лише у вузької області спектру. Тришарові прояснюючі плівки дають можливість отримати рівномірне низьке (~ 0,5%) віддзеркалення в широкої спектральної області, наприклад у всьому видимому діапазоні ( мал. 3 ). Двух- і тришарові покриття використовують для П. о., що працює в ультрафіолетової області, де із-за низького значення n 3 одношарові покриття малоефективні. Теоретично найкраще П. о. в широкої області спектру може бути досягнуто за допомогою неоднорідних прояснюючих плівок, значення ПП яких плавно міняється від n підкладки до n довкілля.

  В практично отримуваних неоднорідних плівках змінявся ступінчасто; ширина спектральної області з низьким віддзеркаленням збільшується із зростанням числа «сходинок», при цьому характер зміни ПП стає плавнішим.

  Літ. див.(дивися) при ст. Оптика тонких шарів .

  Л. Н. Капорський.

Мал. 2. Залежність коефіцієнта віддзеркалення R від вираженої в долях світлової хвилі l товщини тонкого шару, нанесеного на підкладку із скла, для різних значень показника заломлення шаруючи n 2 . Показник заломлення скла n 3 = 1,52; n 1 = 1 (повітря).

Мал. 1. Розрахована по формулі Френеля залежність коефіцієнта віддзеркалення світла R, падаючого по нормалі на кордон розділу повітря, — стекло, від показника заломлення скла n ст .

Мал. 3. Залежності в діапазоні видимого світла (400—700 нм ) коефіцієнта віддзеркалення R поверхні скла з n 3 = 1,52 від довжини хвилі світла l: 1 — для непросвітленої поверхні; 2 — для поверхні з одношаровою прояснюючою плівкою, показник заломлення якої n 2 = 1,40; 3 — те ж при n 2 = 1,23; 4 — для поверхні з тришаровою прояснюючою плівкою.