ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ

ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ уменьшение
отражения
коэффициентов поверхностей оптич. деталей путём нанесения на них одной
или неск. непоглощающих плёнок. Без таких (просветляющих) плёнок потери
на отражение света могут быть значительными; так в видимой области спектра
(дл. волны л = 400-700 нм) даже при нормальном падении лучей
на границе воздух - оптич. среда они могут составлять до 10% от интенсивности
падающего излучения (рис. 1; см. также Отражение света, Френеля формулы).
В системах с большим числом поверхностей, напр. в сложных объективах,
потери
света могут достигать 70% и более. Многократное отражение от преломляющих
поверхностей вызывает появление внутри приборов рассеянного света, что
ухудшает качество изображений, формируемых оптич. системами приборов. Эти
нежелат. явления устраняются с помощью П. о., к-рое является одним из важнейших
применений оптики тонких слоев
(см. ниже об осн. классах веществ,
используемых в качестве материалов для просветляющих плёнок, и способах
нанесения плёнок).

Рис. 1. Рассчитанная по формуле Френеля
зависимость коэффициента отражения света R, падающего по нормали на границу
раздела воздух - стекло, от показателя преломления стекла п

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 удовлетворяет равенству n²nгде
nи nявляется воздух). Отражённый свет ослабляется тем сильнее, чем больше разность
nпесли же n > пто интерференция отражённых от границ плёнки лучей, напротив, усилит
интенсивность отражённого света (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость коэффициента отражения
R от выраженной в долях световой волны л толщины тонкого слоя, нанесённого
на подложку из стекла, для различных значений показателя преломления слоя
n= 1 (воздух).

Изменяя толщину просветляющей плёнки, можно
сместить минимум отражения в различные участки спектра. Покрытия с минимальным
отражением в жёлтой области (л = 555 нм, область наибольшей чувствительности
человеческого глаза) наносят на объективы, применяемые в чёрно-белой фотографии;
в отражённом свете их поверхности имеют пурпурный оттенок (т. н. голубая
оптика). В просветлённых объективах для цветной фотографии отражение минимально
в голубой области спектра; оттенок их поверхностей - янтарный. 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. 3). Двух- и трёхслойные покрытия
используют для П. о., работающей в ультрафиолетовой области, где из-за
низкого значения поднослойные покрытия малоэффективны.
Теоретически наилучшее П. о. в широкой области спектра может быть достигнуто
с помощью неоднородных просветляющих плёнок, значение ПП к-рых плавно меняется
от п подложки до п окружающей среды.

Рис. 3. Зависимости в диапазоне видимого
света (400- 700 нм) коэффициента отражения R поверхности стекла с nот длины волны света л: 1- для непросветлённой поверхности; 2 - для поверхности
с однослойной просветляющей плёнкой, показатель преломления к-рой n3 - то же при nплёнкой.

В практически получаемых неоднородных плёнках
п
меняется
ступенчато; ширина спектральной области с низким отражением увеличивается
с возрастанием числа "ступенек", при этом характер изменения ПП становится
более плавным.

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