Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 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 Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Просветление оптики
Уменьшение отражательной способности оптических поверхностей путем нанесения на них непоглощающих пленок

Анимация

Описание

Просветление оптики, то есть создание покрытий на поверхности оптических деталей, в первую очередь линз, является одним из простейших и наиболее распространенных применений интерференции света. Принцип создания и действия просветляющего покрытия продемонстрирован на рис. 1.

 

Просветляющее покрытие на оптической детали

 

 

Рис. 1

 

На плоской стеклянной поверхности с показателем преломления n1 наносится (путем вакуумного распыления или осаждения из раствора на вращающуюся подложку), дополнительный тонкий слой диэлектрика с показателем преломления n2. Толщина слоя d подбирается исходя из условия, чтобы дополнительный набег фазы d излучения на двойном прохождении слоя был кратен (2n+1)p.

 

.

 

В таком случае волны, отраженные от границ раздела пленка-воздух и пленка-стекло будут складываться в противофазе и “гасить” друг друга. Для того чтобы это гашение было наиболее эффективным, необходимо дополнительно постараться уравнять амплитуды обеих отраженных волн. Это достигается подбором материала пленки с показателем преломления n2=(n1)1/2. В таком случае относительный показатель преломления для обеих поверхностей один и тот же, (n1)1/2, а следовательно коэффициенты отражения обеих поверхностей равны. На практики удачным подбором материала пленки удается снизить коэффициент отражения поверхности в 20-100 раз по сравнению с исходной поверхностью стекла - для когерентного излучения данной длины волны.

В случае когда падающий на поверхность свет не монохроматический (фотографические, микроскопические устройства) из вышеприведенной формулы очевидно, что обеспечить идеальное просветление для всех спектральных компонент невозможно. Поэтому просветление обычных бытовых фотообъективов и т.п. устройств выполняется в расчете на наилучшее просветление в области максимальной спектральной чувствительности глаза (зеленый свет, обычно для расчетов берут зеленую линию ртути l=0,56мкм).

Кроме того, существует техника создания многослойных просветляющих покрытий со слоями различной толщины, эффективно осуществляющих гашение отраженного света в достаточно широкой спектральной области. Принцип действия таких слоев тот же что и описанный выше - взаминое интерференционное гашение двух или нескольких волн, отраженных от границ раздела многослойного покрытия. Однако соответствующие расчеты оптимальных толщин и показателей преломления слоев сложны и громоздки, поэтому здесь не приводятся.

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Используемые естественнонаучные эффекты

Пространственная модуляция светового излучения при наложении двух или нескольких когерентных волн (Интерференция света)

 

Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов

1Интерференция света

 

Применение эффекта

Просветляющие покрытия используются чрезвычайно широко как в бытовой технике (просветленные объективы фото- и кинокамер, позволяющие избежать бликов на негативах), так и в научной аппаратуре (микроскопы, спектрографы, лазерная техника). Цель применения всегда одна - избежать нежелательных для работы данного изделия паразитных отражений излучения от тех или иных оптических элементов.

Реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Техническая реализация в строгом соответствии с содержательной частью (рис. 1). На имеющуюся деталь с просветляющим покрытием падает пучок света от стандартного монохроматора и отражается. Мощность падающей и отраженной волн контролируем стандартными фотодиодами. Варьируя длину волны монохроматора, убеждаемся в том, что при некоторой длине волны в зеленой области спектра коэффициент отражения поверхрности детали имеет минимум, близкий к нулю.

Литература

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика.- М.: Наука, 1985.

2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Наука, 1976.

3. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина