پوشش نوری

یک پوشش نوری یک یا چند لایه نازک از مواد رسوب بر نوری مانند یک لنز یا آینه است که باعث تغییر در بازتاب و انتقال نور می‌شود. یک نوع پوشش نوری، پوشش آنتی رفلکس است که باعث کاهش بازتاب‌های ناخواسته از سطوح و اغلب در عینک و لنزهای عکاسی می‌شود. یکی دیگر پوشش منعکس کننده بالا است که می‌تواند برای تولید آینه استفاده شود که بیشتر از ۹۹٫۹۹ درصد از نور که بر روی آنها می‌افتد را منعکس می‌کند. پوشش اپتیکی با ساختار پیچیده‌تر برخی از طول موج‌ها را بیشتر منعکس می‌کند و محدوده دیگر را به آن اجازه می‌دهد که فیلترهای اپتیکی دایکرویک فیلم نازک ایجاد کند. از آینه نیز برای نور پردازی ها در اماکن راهرو ها جهت کم کردن هزینه استفاده کرد

نوری با روکش آینه و لنز.

انواع پوشش

منحنی انعکاس در مقابل طول موج آلومینیوم، آینه‌های فلز نقره وطلا در زاویه یبرخورد نرمال

پوشش‌های اپتیکی ساده لایه‌های نازکی از فلزات مانند آلومینیوم که روی شیشه رسوب می‌شوند تا سطح آینه‌ای ایجاد کنند و به ین فرایند نقره اندود کردن گفته می‌شود. فلزی مورد استفاده ویژگی‌های آینه را مشخص می‌کند. آلومینیوم ارزانترین و رایج‌ترین پوشش مورد استفاده است و در طیف مرئی انعکاسی حدود ۸۸٪-۹۲٪ دارد. نقره گرانتر است که دارای انعکاس حدود ۹۵–۹۹٪ حتی تا محدوده فروسرخ دور را دارد اما در محدوده نور آبی و فرابنفش به کتر از ۹۰٪ می‌رسد. گرانترین آنها طلا است که بهترین انعکاس ۹۸–۹۹٪ در فروسرخ دارد اما در طول موج کمتر از 550 nm انعکاس محدودتری دارد که باعث ایجاد رنگ طلایی می‌شود.

با کنترل ضخامت و دانسیته پوشش‌های فلزی، می‌توان انعکاس را کاهش داد و عبور را افزایش داد که یک آینه نیمه نقره اندود ساخته می‌شود. گاهی اوقات به عنوان آینه‌های یک طرفه استفاده می‌شوند.

۹۰،Tدیگر پوشش‌ها، پوشش‌های دی الکتریک هستند (از موادی با ضریب شکست متفاوت در سطح استفاده می‌کنند). این‌ها از لایه‌های نازکی از موادی مانند منیزیوم، فلوراید، کلسیم فلوراید، و اکسیدهای متفاوت فلزی که به صورت رسوب در سطح اپتیکی به کار می‌روند، ساخته می‌شوند. با انتخاب دقیق ترکیبات، ضخامت و تعداد لایه‌ها امکان تیلر انعکاس و عبور پوشش وجو دارد تا ویژگی‌های مورد نظر را ایجاد کرد. ضریب‌های انعکاس سطوح می‌تواند به کمتر از ۰٫۲ کاهش یابد که یک پوشش آنتی رفلکس ایجاد می‌کند. در مقابل انعکاس به بیش از ۹۹٫۹۹٪ افزایش یابد که یک پوشش با انعکاس بالا ایجاد می‌شود. سطح انعکاس به یه مقدار خاص می‌تواند تنظیم شود برای مثال برای ساخت یک آینه که ۹۰٪ را منعکس و ۱۰٪ را عبور دهد. چنین آینه‌هایی به عنوان جدا کننده ‍‍پرتوها و به عنوان خروجی در لیزرها استفاده می‌شوند. به عیارت دیگرُ پوشش‌های می‌توانند طوری طراحی شوند که آینه‌ها ببخش کوچکی از پرتوها را منعکس کنند و یک فیلتر اپتیکی ایجاد کنند.

تنوع پوشش دی الکتریک منجر به استفاده از آنها در بسیاری از علمی سازهای نوری (مانند لیزر نوری میکروسکوپهای refracting تلسکوپو تداخل‌ها)شده و همچنین دستگاه‌های مصرف‌کننده مانند دوربین شکاری، عینک و لنزهای عکاسی.

دی الکتریک لایه‌ها گاهی اوقات بیش از بالا از فلز سینما یا به ارائه یک لایه محافظ (مانند دی اکسید سیلیکون بیش آلومینیوم) یا به منظور افزایش بازتاب فلزی فیلم استفاده می‌شود. ترکیبات فلز و دی الکتریک نیز برای پوشش‌های پیشرفته که با روش دیگری ساخته نمی‌شوند استفاده می‌شود. یکی از نمونه‌های آن به اصطلاح «آینه کامل» هستند که انعکاس بالایی (اما نه کامل) با حساسیت غیرمعمول پایین به طول موج، زاویه و قطبش دارد.[1]

پوشش‌های آنتی رفلکس

مقایسه شیشه بدون پوشش (تصویر بالا) و شیشه با پوشش آنتی رفلکس (تصویر پایین)

تعدادی از اثرات استفاده می‌شود برای کاهش انعکاس. ساده‌ترین برای استفاده از یک لایه نازک از مواد در رابط با شاخص انکسار بین این دو رسانه است. انعکاس به حداقل رسیده است که

${\displaystyle n_{1}={\sqrt {n_{0}n_{S}}}}$,

که در آن ${\displaystyle n_{1}}$ اول از لایه نازک و ${\displaystyle n_{0}}$ و ${\displaystyle n_{S}}$ شاخص از دو رسانه است. مطلوب شاخص‌های انکساری به صورت چند لایه پوشش در زوایای بروز دیگر از ۰° داده شده است Moreno et al. (2005).[2]

چنین پوششهایی می‌تواند منجر به کاهش انعکاس برای شیشه‌های معمولی حدود چهار درصد تا دو در صد در هر سطح شود اینها اولین نوع پوشش‌های آنتی رفلکس مشهور بودند که توسط آ قای لورد رایله در سال ۱۸۸۶ کشف شد. او متوجه شد که شیشهٔ تار شدهٔ کم نور بیشتری را نسبت به تکه‌های جدید عبور می‌دهد.

منابع

1. "MIT researchers create a 'perfect mirror'". MIT press release. 1998-11-26. Retrieved 2007-01-17.
2. "Thin-film spatial filters," (PDF). Archived from the original (PDF) on 19 February 2009. Retrieved 2007-05-30.