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增透膜和增反膜,一字只差的卓尔不群

增透膜和增反膜,一字只差的卓尔不群 功能膜涂布产业链
2018-07-26
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导读:增透膜和增反膜是一回事吗?功能与应用场景却是天差地别!

增透膜和增反膜是一回事吗?看似一字之差,功能与应用场景却是天差地别!



名词释义

  • 增透膜

在光学元件中,由于元件表面的反射作用而使光能损失,为了减少元件表面的反射损失,常在光学元件表面镀层透明介质薄膜,这种薄膜就叫增透膜。增透膜是利用光的干涉原理,使反射光产生相消干涉,从而增加光的透射!

增透膜的原理是把光当成一种波来考虑的,因为光波和机械波一样也具有干涉的性质。
在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶
于水),如果膜的厚度等于红光(注意:这里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了。


  • 增反膜

增反膜是利用在薄膜上、下表面反射光相长干涉的原理,使反射光得到增强!

增反膜是用光疏到光密有半波损失,然后薄膜片的厚度为λ/4n,这样来回就二分之一个波长,加上半波损失,就回去一个波长,两个相干相长,就可以增加反射的能量,根据能量守恒,这样就可以减少在透射过程的能量损失,一般两层透镜作用不明显,一般采用多层膜,最强可以达到99%。而光学镜头为减少透光量,增加反射光,通常要镀增反膜。可以说理论作用与增透膜恰好相反 。



  • 干涉


物理学中,干涉(interference)是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。

例如两列波,波峰(振动最高点)遇到波谷(振动最低点),就抵消啦。而波峰和波峰相遇,则形成更高的波峰。虽然光波不是机械波,不能用振动来解释,但是原理是相同的。


那么如果在镜片的表面镀上一层膜的话,光线就会在膜的上下表面都发生反射。如果两次反射光线正好是波峰遇到波谷的话,那么反射光线就消失了,这就是增透膜的原理。同理,若是波峰遇到波峰,则使得反射增强,就变成了增反膜。



增透膜工作原理

当光线通过未镀膜玻璃基板时,在每个接口大约4%的光线将被反射。这是总透射仅92%的入射光的结果。每个表面上应用的增透膜将增加系统的光通量,并减少穿越系统(鬼影)向后反射造成的危害。 增透膜尤其重要,如果系统包含许多传输光学元件。

 氟化镁 增透膜性能



此外,许多低照度光学系统采用增透膜光学,以便有效地利用光线。图1演示了未镀膜与镀膜的单一表面BK7基板之间的差异。镀膜使用氟化镁的四分之一波长,以 550nm 为中心。

光与薄膜相互作用例证


镀膜的透射特性取决于正在使用光的波长、基片的折射率、镀膜折射率、镀膜厚度,以及入射光角度


T该涂层的设计,使相对相移在光束反射在薄膜上、下边界180度之间偏移。破坏性干扰发生在两反射光束之间,在它们退出表面之前才同时取消。镀膜的光学厚度必须是四分之一波长的奇数(1 / 4,其中L是设计波长或峰值性能的优化波长),以实现反射光束之间一个半波长所需的路径差异,从而导致其取消。


对于确定两光束完全取消所需薄膜的折射指数方程式是:

nf 是薄膜的折射指数
n0 是空气(或入射材料)的折射指数
ns 基片的折射指数


增透膜与增反膜的区别

两者区别除了上述词义不同外,在干涉现象上也是不同的原理,可以看出两者一字之差,确实相差极大!可能从理论上大家看的有点糊里糊涂,那就从应用上看就显而易见了!


增透膜应用:

摄像机镜头、仪器面板、望远镜、面板玻璃、眼镜和医疗仪器等。


增反膜应用:

激光器中反射镜的表面都镀有增反膜,以提高其反射率;宇航员的头盔和面甲表面上镀一层增反膜,以削弱红外线对人体的透射。


总结:一个增强反光效果,一个增强光透过它的能力。


来源:光学薄膜前沿


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