Optisk belægning

Optisk belægning

En optisk belægning er et eller flere tynde lag af materiale aflejret på et optisk element, såsom en linse eller et spejl, som ændrer den måde, det optiske element reflekterer og transmitterer lys på.En type optisk belægning er en anti-reflekterende belægning, som reducerer uønskede refleksioner fra overflader, der almindeligvis anvendes på briller og kameralinser.En anden type er en højreflekterende belægning, som kan bruges til at producere spejle, der reflekterer mere end 99,99 % af lyset.Mere komplekse optiske belægninger, der udviser højere reflektans ved visse bølgelængder og antirefleksion ved længere intervaller, muliggør produktion af dikroiske tyndfilmsfiltre.

Belægningstype

Refleksion vs. bølgelængdekurver ved normal indfald for aluminium (Al), sølv (Ag) og guld (Au) metalspejle

De enkleste optiske belægninger er tynde metallag, såsom aluminium, der afsættes på et glassubstrat for at danne glasoverfladen, en proces kaldet forsølvning.Det anvendte metal bestemmer spejlets reflekterende egenskaber;aluminium er den billigste og mest almindelige belægning, der giver cirka 88%-92% reflektans i det synlige spektrum.Dyrere er sølv, som har 95%-99% reflektans selv i det fjerne infrarøde, men har reduceret reflektans (<90%) i de blå og ultraviolette spektrale områder.Den dyreste er guld, som er fuld infrarød.Tilbyder fremragende (98 %-99 %) reflektans, men begrænset reflektans ved bølgelængder mindre end 550 nm, hvilket resulterer i en markant gylden farve.

Ved at kontrollere tykkelsen og densiteten af ​​metalbelægningen kan reflektionsevnen reduceres og overfladetransmittansen øges, hvilket resulterer i et halvsølvspejl.Disse bruges nogle gange som "envejsspejle".

En anden hovedtype af optisk belægning er den dielektriske belægning (det vil sige brugen af ​​materialer med forskellige brydningsindekser som substrat).De består af tynde lag af materialer, såsom magnesiumfluorid, calciumfluorid og forskellige metaloxider, som aflejres på optiske underlag.Ved omhyggeligt at vælge den præcise sammensætning, tykkelse og antallet af disse lag, kan reflektiviteten og transmittansen af ​​belægningen indstilles til at frembringe praktisk talt enhver ønsket egenskab.Refleksionskoefficienten af ​​overfladen kan reduceres til under 0,2%, hvilket resulterer i en anti-reflekterende (AR) belægning.I modsætning hertil kan reflektionsevnen øges til mere end 99,99 % med belægninger med høj reflektion (HR).Refleksionsniveauet kan også justeres til en bestemt værdi, for eksempel for at producere et spejl, der reflekterer 90 % i bestemte bølgelængdeområder og transmitterer 10 % af det lys, der falder på det.Sådanne spejle bruges almindeligvis som udgangskoblere i stråledelere og lasere.Alternativt kan belægningen designes, så spejlet kun reflekterer et smalt bølgelængdebånd, hvilket skaber et optisk filter.

Alsidigheden af ​​dielektriske belægninger har ført til deres brug i mange videnskabelige optiske instrumenter såsom lasere, optiske mikroskoper, refraktorteleskoper og interferometre, såvel som forbrugerenheder såsom kikkerter, briller og fotografiske linser.

Dielektriske lag påføres nogle gange over metalfilm for at give et beskyttende lag (såsom siliciumdioxid på aluminium) eller for at øge reflektionsevnen af ​​metalfilmen.Metal- og dielektriske kombinationer bruges også til at skabe avancerede belægninger, der ikke kan fremstilles på anden måde.Et eksempel er det såkaldte "perfekte spejl", som udviser høj (men uperfekt) refleksion med usædvanlig lav følsomhed over for bølgelængde, vinkel og polarisering.