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 норм. 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 нежелат. явления устраняются с помощью П. о., к-рое явл. 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 n22=n1n3, где n1 и n3— ПП сред, граничащих с плёнкой (часто первой средой явл. воздух). Отражённый свет ослабляется тем сильнее, чем больше разность n3-n2; если же n2>n3, то интерференция отражённых от границ плёнки лучей, напротив, усилит интенсивность отражённого света (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость коэфф. отражения R от выраженной в долях световой волны X толщины тонкого слоя, нанесённого на подложку из стекла, для разл. значений показателя преломления слоя n2. Показатель преломления стекла n3=l,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.

Рис. 2. Зависимости в диапазоне видимого света (400—700 нм) коэфф. отражения R поверхности стекла с n3=l,52 от длины волны света l: 1— для непросветлённой поверхности; 2 — для поверхности с однослойной просветляющей плёнкой, показатель преломления к-рой n2=1,40; 3 — то же при n2=1,23; 4 — для поверхности с трёхслойной просветляющей плёнкой.

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 спектр. 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 n3 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 n окружающей среды. В практически получаемых неоднородных плёнках n меняется ступенчато; ширина спектр. области с низким отражением увеличивается с возрастанием числа «ступенек», приближающим характер изменения ПП к плавному.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

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 п ₁ и п ₃- ПП сред, граничащих с плёнкой (часто первой средой является воздух). Отражённый свет ослабляется тем сильнее, чем больше разность п ₃- n₂; если же n₂ > п ₃, 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 п ₂. 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 п ₃ = 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 .

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.