Оптичне покриття

Оптичне покриття

Оптичне покриття — це тонкий шар або шари матеріалу, нанесені на оптичний елемент, такий як лінза чи дзеркало, який змінює спосіб відображення та пропускання світла оптичним елементом.Одним із типів оптичного покриття є антиблікове покриття, яке зменшує небажане відбиття від поверхонь, яке зазвичай використовується на окулярах і лінзах камер.Іншим типом є покриття з високою відбивною здатністю, яке можна використовувати для виготовлення дзеркал, які відбивають понад 99,99% світла.Більш складні оптичні покриття, що демонструють більш високий коефіцієнт відбиття на певних довжинах хвиль і антивідблиск на більших діапазонах, дозволяють виготовляти дихроїчні тонкоплівкові фільтри.

Тип покриття

Криві відбиття та довжини хвилі при нормальному падінні для алюмінієвих (Al), срібних (Ag) і золотих (Au) металевих дзеркал

Найпростіші оптичні покриття — це тонкі металеві шари, наприклад алюміній, які наносяться на скляну підкладку для формування скляної поверхні. Цей процес називається срібленням.Використаний метал визначає відбиваючі властивості дзеркала;алюміній є найдешевшим і найпоширенішим покриттям, яке дає приблизно 88%–92% відбиття у видимому спектрі.Більш дорогим є срібло, яке має 95–99% відбиття навіть у далекому інфрачервоному діапазоні, але має знижений коефіцієнт відбиття (<90%) у синій та ультрафіолетовій областях спектру.Найдорожчим є золото, яке повне інфрачервоне випромінювання.Забезпечує відмінний (98%–99%) коефіцієнт відображення, але обмежений коефіцієнт відбиття на довжинах хвиль менше 550 нм, що забезпечує характерний золотистий колір.

Контролюючи товщину та щільність металевого покриття, можна зменшити відбивну здатність і збільшити пропускну здатність поверхні, в результаті чого дзеркало буде напівсрібним.Іноді їх використовують як «односторонні дзеркала».

Іншим основним видом оптичного покриття є діелектричне покриття (тобто використання в якості підкладки матеріалів з різними показниками заломлення).Вони складаються з тонких шарів матеріалів, таких як фторид магнію, фторид кальцію та різні оксиди металів, які наносяться на оптичні підкладки.Завдяки ретельному вибору точного складу, товщини та кількості цих шарів можна налаштувати відбивну здатність і пропускну здатність покриття, щоб отримати практично будь-яку бажану властивість.Коефіцієнт відбиття поверхні може бути зменшений нижче 0,2%, що призводить до покриття з антибліковим покриттям (AR).Навпаки, з покриттями з високим відображенням (HR) коефіцієнт відбиття можна збільшити до понад 99,99%.Рівень відбивної здатності також можна відрегулювати до певного значення, наприклад, щоб створити дзеркало, яке відбиває 90% у певних діапазонах довжин хвиль і пропускає 10% світла, яке падає на нього.Такі дзеркала зазвичай використовуються як вихідні зв'язки в дільниках променя та лазерах.Крім того, покриття можна сконструювати так, щоб дзеркало відбивало лише вузьку смугу довжин хвиль, створюючи оптичний фільтр.

Універсальність діелектричних покриттів призвела до їх використання в багатьох наукових оптичних інструментах, таких як лазери, оптичні мікроскопи, телескопи-рефрактори та інтерферометри, а також у побутових пристроях, таких як біноклі, окуляри та фотооб’єктиви.

Діелектричні шари іноді наносять поверх металевих плівок для створення захисного шару (наприклад, діоксид кремнію на алюміній) або для збільшення відбивної здатності металевої плівки.Комбінації металу та діелектрика також використовуються для створення вдосконалених покриттів, які неможливо отримати іншим способом.Прикладом є так зване «ідеальне дзеркало», яке демонструє високе (але недосконале) відображення з надзвичайно низькою чутливістю до довжини хвилі, кута та поляризації.