Просветление оптики. При отражении света от прозрачных поверхностей происходит его потеря, которые обусловлены френелевскими отражениями

При отражении света от прозрачных поверхностей происходит его потеря, которые обусловлены френелевскими отражениями. Граница раздела воздух-стекло отражает:

R≈0,04

Если оптическая система состоит из большого числа линз, то потери за счет отражения будут значительными:

Для уменьшения этих потерь на поверхность элементов наносят просветляющее покрытие, которое в результате интерференции отраженных лучей значительно уменьшает коэффициент отражения или увеличивает пропускание.Рассмотрим принцип работы просветляющих покрытий.

Пусть на стеклянную поверхность с показателем преломления n_c наносится тонкая пленка толщиной h_с и показателем преломления n_п.

Если на поверхность пленки нормально падает луч, то он испытывает отражение на двух границах раздела:

“воздух-пленка” и “пленка-воздух”

Эти отраженные лучи интерферируют между собой и образуют результирующую волну отраженного луча.

Для того чтобы получить отраженный луч с интенсивностью I_R =0 (или E_PR=0) необходимо выполнение двух условий:

1) Чтобы амплитуды поля E₁ и E₂ находились в противофазе. Это возможно если разность хода между этими лучами равна:

-условие минимумов

2) Амплитуды E₁ и E₂ должны быть одинаковыми.

Первое условие выполняется в том случае если:

Если выполняется условие n_в<n_п<n_с, то луч 1 теряет λ/2 в точке А, а луч 2 в точке В

(4.95)

Второе условие выполняется в том случае если амплитудные коэффициенты отражения на границах “воздух-пластинка” и “пластинка-стекло” будут одинаковы:

Из формул Френеля:

(4.96)

Из рассмотренного выше следует:

1) Условие (4.95) для получения 100% пропускания выполняется только для одной длины волны λ для других длин волн это условие не будет выполняться, что может привести к усилению отраженного света. Поэтому в большинстве случаев просветляют для длины волны которая соответствует максимуму чувствительности фотоприемника. Для визуальных приборов: λ=0,55 мкм.

2) Если не выполняется условие (4.96), то амплитуды │E₁│≠│E₂│что вызывает частичное отражение света.

3) Условие (4.95) справедливо при нормальном падении лучей, при наклонном падении лучей длина пути луча пленки увеличивается, что приводит к нарушению условия (4.95).

4) Для увеличения коэффициента отражения используются многослойные покрытия в которых за счет отражения образуется многолучевая интерференция. Для 7-10 слойного покрытия удается получить T≈0,99.

5) Просветляющие покрытия можно использовать для получения интерференционных зеркал.

Если n_п>n_с, то условие (4.95) будет соответствовать условию максимумов, что приводит к усилению отраженного света.