減反射膜

減反射膜又稱增透膜,它的主要功能是減少或消除透鏡、稜鏡、平面鏡等光學表面的反射光,從而增加這些元件的透光量,減少或消除系統的雜散光。

簡介

減反射膜又稱增透膜,它的主要功能是減少或消除透鏡、稜鏡平面鏡等光學表面的反射光,從而增加這些元件的透光量,減少或消除系統的雜散光。

最簡單的增透膜是單層膜,它是鍍在光學零件光學表面上的一層折射率較低的薄膜。如果膜層的光學厚度是某一波長的四分之一,相鄰兩束光的光程差恰好為π,即振動方向相反,疊加的結果使光學表面對該波長的反射光減少。適當選擇膜層折射率,這時光學表面的反射光可以完全消除。

一般情況下,採用單層增透膜很難達到理想的增透效果,為了在單波長實現零反射,或在較寬的光譜區達到好的增透效果,往往採用雙層、三層甚至更多層數的減反射膜。

減反射膜是套用最廣、產量最大的一種光學薄膜,因此,它至今仍是光學薄膜技術中重要的研究課題,研究的重點是尋找新材料,設計新膜系,改進澱積工藝,使之用最少的層數,最簡單、最穩定的工藝,獲得儘可能高的成品率,達到最理想的效果。

對雷射薄膜來說,減反射膜是雷射損傷的薄弱環節,如何提高它的破壞強度,也是人們最關心的問題之一。

鍍減反射膜有什麼好處

1.鏡面反射

光線通過鏡片的前後表面時,不但會產生折射,還會產生反射。這種在鏡片前表面產生的反射光會使別人看戴鏡者眼睛時,看到的卻是鏡片表面一片白光。拍照時,這種反光還會嚴重影響戴鏡者的美觀。

2."鬼影"

眼鏡光學理論認為眼鏡片屈光力會使所視物體在戴鏡者的遠點形成一個清晰的像,也可以解釋為所視物的光線通過鏡片發生偏折並聚集於視網膜上,形成像點。但是由於屈光鏡片的前後表面的曲率不同,並且存在一定量的反射光,它們之間會產生內反射光。內反射光會在遠點球面附近產生虛像,也就是在視網膜的像點附近產生虛像點。這些虛像點會影響視物的清晰度和舒適性。

3.眩光

象所有光學系統一樣,眼睛並不完美,在視網膜上所成的像不是一個點,而是一個模糊圈。因此,二個相鄰點的感覺是由二個並列的或多或少重疊的模糊圈產生的。只要二點之間的距離足夠大,在視網膜上的成像就會產生二點的感覺,但是如果二點太接近,那么二個模糊圈會趨向與重合,被誤認為是一個點。
對比度可以用來反映這種現象,表達視力的清晰度。對比值必須大於某一確定值(察覺閾,相當於1-2)才能夠確保眼睛辨別二個鄰近點。
對比度的計算公式為:D=(a-b)/(a+b)
其中C為對比度,二個相鄰物點在視網膜上所成像的感覺最高值為a,相鄰部份的最低值為b。如果對比度C值越高,說明視覺系統對該二點的解析度越高,感覺越清晰;如果二個物點非常接近,它們的相鄰部分的最低值比較接近於最高值,則C值低,說明視覺系統對該二點感到不清晰,或不能清晰分辨。
模擬這樣一個場景產:夜晚,一位戴眼鏡的駕車者清晰地看見對面遠處有二輛腳踏車正衝著他的車騎過來。此時,尾隨其後的汽車的前燈在駕車者鏡片後表面上產生反射:該反射光在視網膜上形成的像增加了二個被觀察點的強度(腳踏車車燈)。所以,a段和b段的長度增加,即然分母(a+b)增加,而分子(a-b)保持不變,於是就引起了C值的減少。對比減小的結果會令駕駛員最初產生的存在二個騎車人的感覺重合成為單一的像,就好比區分它們的角度被突然減小!

4.透過量

反射光占入射光的百分比取決於鏡片材料的折射率,可通過反射量的公式進行計算。
反射量公式:R=(n-1)平方/(n+1)平方
R:鏡片的單面反射量n:鏡片材料的折射率
例如普通樹脂材料的折射率為1.50,反射光R=(1.50-1)平方/(1.50+1)平方=0.04=4%。
鏡片有兩個表面,如果R1為鏡片前表面的量,R2為鏡片後表面的反射量,則鏡片的總反射量R=R1+R2。(計算R2的反射量時,入射光為100%-R1)。鏡片的透光量T=100%-R1-R2。
由此可見,高折射率的鏡片如果沒有減反射膜,反射光會對戴鏡者帶來的不適感比較強烈。

原理

減反射膜是以光的波動性干涉現象為基礎的。二個振幅相同,波長相同的光波疊加,那么光波的振幅增強;如果二個光波原由相同,波程相差,如果這二個光波疊加,那么互相抵消了。減反射膜就是利用了這個原理,在鏡片的表面鍍上減反射膜,使得膜層前後表面產生的反射光互相干擾,從而抵消了反射光,達到減反射的效果。

1.振幅條件

膜層材料的折射率必須等於鏡片片基材料折射率的平方根。

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