光學元件中,由於元件表麵的反射作用而使光能損失,為了減少元件表麵的(de)反(fǎn)射損失,常在光學元件表麵鍍層透明介質薄膜,這(zhè)種(zhǒng)薄膜(mó)就叫增透膜。可以分別從能量守恒(héng)的角度對增透膜增加透(tòu)射的原理給予定性(xìng)分析;根據菲涅爾(ěr)公式和折射定律對增透膜增加透射的原理給予定量解釋;利用電動力學的電磁理論對增透膜增加(jiā)透射的原理(lǐ)給予理論解釋。

用於(yú)玻璃和塑料基底上的增透膜

在眾多的光(guāng)學係統中,一個相當重要的組成部分是鏡片上能降(jiàng)低反射(shè)的鍍膜(mó)。在很多應用領域中(zhōng),增透膜是不可缺少的,否則,無法達到應用的(de)要求。

就拿一個由18塊透鏡組成的35mm的自動變焦的照相機來說,假(jiǎ)定每個玻璃和(hé)空氣的界麵有(yǒu)4%的反射,沒有增透的鏡頭光透過(guò)率為27%,鍍有一層(céng)膜(剩餘的反射為1.3%)的鏡頭(tóu)光(guāng)透過率為66%,鍍多(duō)層膜(剩餘的反射為0.5%)的為85%。

在光學鍍膜加工上有什麽要注意的嗎?當光線進入不同傳遞物質時(如由空氣進入玻璃),大約有5%會被(bèi)反射掉(diào),在光學(xué)瞄準鏡中有(yǒu)許多透鏡和折射鏡,整個加起來可以讓入射光線損(sǔn)失達30%至(zhì)40%。現代(dài)光學透鏡通常都鍍有單層(céng)或多層氟化鎂的(de)增透膜,單層增透膜可使反(fǎn)射減少至1.5%,多層增透膜則可(kě)讓反射降低至0.25%,所以整個瞄準鏡如果加以適當(dāng)鍍膜,光線透穿率可達95%。鍍了單層增透(tòu)膜的(de)鏡片通常是藍紫色或是紅色,鍍多層增透(tòu)膜的鏡(jìng)片則呈淡綠色或暗紫色。

增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(zhōng),在(zài)不同介質的分界麵上,由於邊界條件(jiàn)的不同,改變了其能量的分布。對於(yú)單層薄膜來說(shuō),當增透膜兩邊介質不同時(shí),薄膜厚度為1/4波長的奇數倍且薄膜的折射率n=(n1*n2)^(1/2)時(分別是介質1、2的折射率),才可(kě)以使入射(shè)光全部(bù)透過(guò)介質。一般光學(xué)透鏡都(dōu)是(shì)在空氣中使用,對於一般折射率在1.5左右(yòu)的光學(xué)玻璃,為使(shǐ)單層膜達(dá)到100%的增透效果,可(kě)使n1=1.23,或接(jiē)近1.23;還要使增透薄膜的厚度=(2k+1)倍四分之一個波長。單層膜隻對某一特定波長的電磁(cí)波增透,為使在更大範圍內和更多波長實現增透,人們利用鍍多層(céng)膜(mó)來實(shí)現。

人們對增透膜(mó)的利用(yòng)有(yǒu)了很(hěn)多(duō)的經驗,發現了不少可以作為增透膜的材料;同時也(yě)掌(zhǎng)握了(le)不少先進的鍍膜技術,因此增透膜的應用(yòng)涉及醫學(xué)、軍事(shì)、太空探索等各行各(gè)業,為人類科技進步(bù)作出了重大貢獻。