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增透膜应用领域涉及医学军事太空探索

导读: 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。

  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。可以分别从能量守恒的角度对增透膜增加透射的原理给予定性分析;根据菲涅尔公式和折射定律对增透膜增加透射的原理给予定量解释;利用电动力学的电磁理论对增透膜增加透射的原理给予理论解释。

  用于玻璃和塑料基底上的增透膜

  在众多的光学系统中,一个相当重要的组成部分是镜片上能降低反射的镀膜。在很多应用领域中,增透膜是不可缺少的,否则,无法达到应用的要求。

  就拿一个由18块透镜组成的35mm的自动变焦的照相机来说,假定每个玻璃和空气的界面有4%的反射,没有增透的镜头光透过率为27%,镀有一层膜(剩余的反射为1.3%)的镜头光透过率为66%,镀多层膜(剩余的反射为0.5%)的为85%。

  在光学镀膜加工上有什么要注意的吗?当光线进入不同传递物质时(如由空气进入玻璃),大约有5%会被反射掉,在光学瞄准镜中有许多透镜和折射镜,整个加起来可以让入射光线损失达30%至40%。现代光学透镜通常都镀有单层或多层氟化镁的增透膜,单层增透膜可使反射减少至1.5%,多层增透膜则可让反射降低至0.25%,所以整个瞄准镜如果加以适当镀膜,光线透穿率可达95%。镀了单层增透膜的镜片通常是蓝紫色或是红色,镀多层增透膜的镜片则呈淡绿色或暗紫色。

  增透膜增加透射光强度的实质是作为电磁波的光波在传播的过程中,在不同介质的分界面上,由于边界条件的不同,改变了其能量的分布。对于单层薄膜来说,当增透膜两边介质不同时,薄膜厚度为1/4波长的奇数倍且薄膜的折射率n=(n1*n2)^(1/2)时(分别是介质1、2的折射率),才可以使入射光全部透过介质。一般光学透镜都是在空气中使用,对于一般折射率在1.5左右的光学玻璃,为使单层膜达到100%的增透效果,可使n1=1.23,或接近1.23;还要使增透薄膜的厚度=(2k+1)倍四分之一个波长。单层膜只对某一特定波长的电磁波增透,为使在更大范围内和更多波长实现增透,人们利用镀多层膜来实现。

  人们对增透膜的利用有了很多的经验,发现了不少可以作为增透膜的材料;同时也掌握了不少先进的镀膜技术,因此增透膜的应用涉及医学、军事、太空探索等各行各业,为人类科技进步作出了重大贡献。
 

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