光學元件中,由於元(yuán)件表麵的反(fǎn)射作用而使光能損失,為了減少元件表(biǎo)麵的反射損失,常在光學元件表麵鍍層透明(míng)介質薄膜,這種薄膜就叫增透(tòu)膜。可(kě)以分別從能量守恒的角度對增透膜增加透射的(de)原(yuán)理給予定性分析;根據菲涅(niè)爾公式和折射定律對增透膜增加透射的(de)原理給予定量解釋;利用電動力學的電磁理論(lùn)對增透膜增加透射的原理給予理(lǐ)論解釋。
用於玻璃和塑料基底上的增透膜
在眾(zhòng)多的光學係統中,一個相當重要的組成部(bù)分是鏡片上能降低反射的鍍膜。在很多應用領域中,增透膜是(shì)不(bú)可缺少的(de),否(fǒu)則,無法(fǎ)達到(dào)應用的(de)要求。
就拿一個由(yóu)18塊透鏡組成的35mm的自動變焦的照相(xiàng)機來說,假定每個玻璃和空(kōng)氣的界麵有4%的反射,沒有增透的鏡頭光(guāng)透過率為27%,鍍有一層膜(剩餘的反(fǎn)射為1.3%)的鏡頭光透過率為66%,鍍多層膜(剩餘的反(fǎn)射為0.5%)的為85%。
在光學鍍膜加工上有什麽(me)要注意的嗎?當光線進入(rù)不同傳遞物質(zhì)時(如由空氣進入玻璃),大約有5%會被反射掉(diào),在光學瞄準鏡中有許多透鏡和折射鏡,整個加起來可以讓入射光線損失達30%至40%。現代光(guāng)學透鏡通常都鍍有單層(céng)或多層氟化鎂的增透膜,單層增透膜可使反射減少至(zhì)1.5%,多層增透膜(mó)則可讓反(fǎn)射降低至0.25%,所以整個瞄準鏡如果加以適當鍍膜,光線透穿率可達95%。鍍了單(dān)層增透膜的鏡片通常是藍紫色或是紅(hóng)色,鍍多層增透膜的鏡片則呈淡綠色或暗紫色。
增(zēng)透膜增加透射光強度的實質是作為電磁波的光波在傳播的過程中,在不同(tóng)介質的(de)分界麵上,由於邊界條件的不同,改變了其能量的分布。對於單層(céng)薄膜來說,當(dāng)增透膜兩邊介質不同時,薄膜(mó)厚度為1/4波長的奇(qí)數倍且薄膜的折射率n=(n1*n2)^(1/2)時(分別是介質1、2的折(shé)射(shè)率),才可(kě)以使入射光全部透過介質。一般光學透鏡都是在(zài)空氣中使用,對於(yú)一般(bān)折射率(lǜ)在1.5左右的光學玻璃,為使單(dān)層膜達到100%的增透效果,可使n1=1.23,或接近1.23;還要使增透薄膜的厚度(dù)=(2k+1)倍四(sì)分之一個波長。單層膜隻對某一特定波長的電(diàn)磁波增透(tòu),為使在更大範圍內和更多(duō)波長實現增透,人們利用(yòng)鍍多層膜來(lái)實現。
人們對增(zēng)透膜的利用有了很多的經驗,發(fā)現了不少(shǎo)可(kě)以作為增透膜的材料;同時也掌握了不少先進的鍍膜技術,因此增透膜的(de)應用涉及醫學、軍事、太空探索等各行各業,為人類科技進步作出了重大貢(gòng)獻。