в чем заключается просветление оптики

Просветление оптики

Полезное

Смотреть что такое «Просветление оптики» в других словарях:

ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ — уменьшение отражения коэффициентов поверхностей оптич. деталей путём нанесения на них непоглощающих плёнок, толщина к рых соизмерима с длиной волны оптич. излучения. Без просветляющих плёнок, даже при норм. падении лучей, потери на отражение… … Физическая энциклопедия

ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ — увеличение прозрачности оптических деталей и уменьшение отражения от их поверхностей при покрытии их тонкими пленками (обусловлено интерференционными явлениями). Применяется для уменьшения световых потерь в оптических системах (напр., в сложных… … Большой Энциклопедический словарь

ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ — особая обработка каждой поверхности стёкол сложной оптической системы (линз, объективов и др.) для того, чтобы повысить их светопропускание и устранить нежелательное явление, состоящее в многократном отражении света от преломляющих поверхностей и … Большая политехническая энциклопедия

Просветление оптики — – уменьшение отражения коэффициентов поверхностей оптических деталей путем нанесения на них одной или нескольких непоглощающих пленок. Без таких (просветляющих) пленок потери на отражение света могут быть значительными; так в видимой области… … Энциклопедический словарь СМИ

просветление оптики — увеличение прозрачности оптических деталей за счёт уменьшения отражения от их поверхностей путём покрытия их тонкими плёнками (обусловлено интерференционными явлениями). Применяется для уменьшения световых потерь в оптических системах (например,… … Энциклопедический словарь

Просветление оптики — Просветление оптики это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы. Показатель преломления таких плёнок… … Википедия

ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ — увеличение прозрачности оптич. деталей за счёт уменьшения отражения от их поверхностей путём покрытия их тонкими плёнками (обусловлено интерференционными явлениями). Применяется для уменьшения световых потерь в оптич. системах (напр., в сложных… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Лебедев, Александр Алексеевич — Александр Алексеевич Лебедев Александр Алексеевич Лебедев. 1930 е годы Дата … Википедия

Бинокль — Схема бинокля 1 Объектив 2 3 Призмы Порро 4 Окуляр Бинокль оптический прибор, состоящий из двух параллельно расположенных зрительных труб, соединённых вме … Википедия

оптика тонких слоёв — раздел оптики, в котором изучается прохождение света через один или последовательно через несколько слоёв слабо поглощающего вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны λ. Важнейшее применение оптики тонких слоёв уменьшение… … Энциклопедический словарь

Источник

Просветление оптики

Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы. Показатель преломления таких плёнок меньше показателя преломления стёкол линз.

Просветляющие плёнки уменьшают светорассеяние и отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения. Просветлённый объектив требует бережного обращения, так как плёнки, нанесенные на поверхность линз, легко повредить. Кроме того, тончайшие пленки загрязнений (жир, масло) на поверхности просветляющего покрытия нарушают его работу и резко увеличивают отражение света от загрязненной поверхности. Следует помнить, что следы пальцев со временем разрушают не только просветление, но и поверхность самого стекла. По методике нанесения и составу просветляющего покрытия просветление бывает физическим (напыление) и химическим (травление).

Содержание

Однослойное просветление

Толщина просветляющего слоя (например, кремниевой кислоты) равняется 1/4 длины световой волны. В этом случае лучи, отражённые от её наружной и внутренней сторон, погасятся вследствие интерференции и их интенсивность станет равной нулю. Для наилучшего эффекта показатель преломления просветляющей плёнки должен равняться квадратному корню показателя преломления оптического стекла линзы. Наиболее подходящим материалом для просветляющей пленки является фторид бария, обладающий весьма низким (n=1,38) показателем преломления. Однако, фторид бария растворим в воде и требует нанесения защитного покрытия.

Отражательная способность стекла, просветленного таким способом, сильно зависит от длины волны, что является основным недостатком однослойного просветления. Минимум отражательной способности соответствует длине волны λ=4d·n, где d — толщина пленки, n — ее показатель преломления, В первых просветлённых объективах добивались понижения коэффициента отражения для лучей зелёного участка спектра (555 нм — область наибольшей чувствительности человеческого глаза), поэтому на отражение, стекла таких объективов имели сине-фиолетовую или голубовато-зелёную окраску («голубая оптика»). Напротив, пропускание света таким объективом максимально на этой длине волны, что приводило к заметному окрашиванию изображения.

В настоящее время однослойное просветление часто используется для лазерной оптики, рассчитанной на работу в узком спектральном диапазоне. Используя стекла с относительно высоким показателем преломления и напыляя пленку фторида бария, удается добиться минимальной отражающей способности около 1 %. Главным преимуществом такого просветления является его дешевизна.

Многослойное просветление

Многослойное просветляющее покрытие представляет собой последовательность чередующихся слоев (их число достигает 15 и более) из двух (или более) материалов с различными показателями преломления. Многослойные просветляющие покрытия характеризуются низкими потерями на отражение (узкополосные покрытия для лазерной оптики с отражательной способностью около 0,3 % и менее, широкополосные — до 0,5 %). Основное преимущество многослойного просветления применительно к фотографической и наблюдательной оптике — незначительная зависимость отражательной способности от длины волны в пределах видимого спектра (на графике отражательной способности от длины волны наблюдаются два и более минимума, разделенных небольшими максимумами, а за пределами рабочей полосы наблюдается сильный рост отражательной способности), что существенно уменьшает искажения цвета. Отражения от поверхности линз с многослойным просветлением в зависимости от качества имеют различные оттенки зеленого и фиолетового цвета, вплоть до очень слабых серо-зеленоватых у объективов последних годов выпуска. Оптика с многослойным просветлением ранее маркировалась буквами МС (например, МС Мир-47М 2,5/20). В настоящее время специальное обозначение многослойного просветления встречается редко, так как его использование стало стандартом. Иногда встречаются «фирменные» обозначения особых его разновидностей SMC (Pentax), Super Integrated Coating, Nano (Nikon) и другие. В состав многослойного просветляющего покрытия, помимо собственно просветляющих слоев, обычно входят вспомогательные слои — улучшающие сцепление со стеклом, защитные, гидрофобные и др.

Инфракрасная оптика

Текстурированные покрытия

Добиться уменьшения отражения можно с помощью текстурирования поверхности, то есть создания на ней массива из конусообразных рассеивателей или двумерных канавок. Такой способ был впервые обнаружен при изучении структуры глаза некоторых видов мотыльков. Наружная поверхность роговицы глаза таких мотыльков, играющая роль линзы, покрыта сетью конусообразных пупырышек, называемых роговичными сосками, обычно высотой не больше 300 нм и примерно таким же расстоянием между ними. Поскольку длина волны видимого света больше размера пупырышек, их оптические свойства могут описываться с помощью приближения эффективной среды. Согласно этому приближению свет распространяется через них так же, как если бы он распространялся через среду с непрерывно меняющейся эффективной диэлектрической проницаемостью. Это в свою очередь приводит к уменьшению коэффициента отражения, что позволяет мотылькам хорошо видеть темноте, а также оставаться незамеченными для хищников вследствие уменьшения отражательной способности от глаз.

См. также

Источники

Литература

Яштолд-Говорко В. А. Фотосъёмка и обработка. Съёмка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.

Источник

Просветление оптики

Из Википедии — свободной энциклопедии

Просветле́ние о́птики — технология обработки поверхности линз, призм и других оптических деталей для снижения отражения света от оптических поверхностей, граничащих с воздухом. Это позволяет увеличить светопропускание оптической системы и повысить контрастность изображения за счёт снижения мешающих паразитных отражений в оптической системе.

Большинство применяемых оптических систем, например, объективы фотоаппаратов и видеокамер состоят из многих линз, и отражение от каждой поверхности раздела стекла с воздухом уменьшает проходящий полезный световой поток. Без применения методов просветления падение интенсивности проходящего света в многолинзовой системе может достигать нескольких десятков процентов. Поэтому во всех современных объективах используется просветлённая оптика.

Применяются четыре пути снижения коэффициента отражения от поверхности, в том числе, просветления оптики:

В основном применяются интерференционные просветляющие покрытия оптических поверхностей. В таких покрытиях на оптические поверхности наносится один или несколько слоёв тонкой плёнки, соизмеримой по толщине с длиной световых волн. Показатель преломления этих слоёв отличается от показателя преломления материала оптической детали. Должным подбором толщин покрытия и их показателей преломления удаётся снизить коэффициент отражения практически до нуля для одной или нескольких, в случае многослойных покрытий, длин волн света.

Покрытия поверхностей, снижающие коэффициент отражения, также называют антибликовыми или противобликовыми покрытиями. Такие покрытия применяются не только в оптических системах, но и для уменьшения мешающих бликов от других поверхностей, например, экранов мониторов.

Источник

ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ: ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

При определении понятия «свет» сформировалось два подхода к описанию световых явлений – корпускулярный и континуальный.

Во второй половине XVII века И. Ньютон показал, что свет – это поток особых «световых» частиц, которые движутся в пустом пространстве. Ньютону возражал X. Гюйгенс, который считал, что свет – это движение волн в эфире.

Согласно континуальной концепции Гюйгенса – Френеля, свет – это волновой процесс. Пустоты с точки зрения континуальной концепции описания природы не существует. Свет распространяется согласно принципу Гюйгенса –Френеля, согласно которому каждая точка среды, до которой дошло колебание-возмущение является источником вторичных (когерентных) волн.

В настоящее время теория волновой оптики имеет прочный статус и применяется в различных сферах практической деятельности. Рассмотрим использование волновых свойств света в просветлении оптики.

Просветление оптики – это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, очень тонкой прозрачной плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы. Показатель преломления таких плёнок меньше показателя преломления линз данной оптической системы. Просветление оптики происходит путём напыления на поверхность линз, на границе вещество-воздух, тончайшей плёнки, или нескольких слоёв плёнок один поверх другого. Эта манипуляция позволяет увеличить светопропускание оптической системы и повысить контраст изображения за счёт подавления бликов, возникающих при частичном отражении света от поверхности линзы. Величины показателей преломления чередуются по величине и подбираются таким образом, чтобы за счёт явления интерференции света уменьшить (или совсем устранить) нежелательное отражение световых лучей от линз оптической системы.

Просветляющие плёнки уменьшают светорассеяние и отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения. Просветлённый объектив требует бережного обращения, так как плёнки, нанесенные на поверхность линз, легко повредить. Кроме того, тончайшие пленки загрязнений (жировых или масляных) на поверхности просветляющего покрытия нарушают его работу и увеличивают отражение света от загрязненной поверхности. Следует помнить, что следы пальцев со временем разрушают не только просветляющие плёнки, но и поверхность самого материала линзы. По методике нанесения и составу просветляющего покрытия просветление бывает физическим – напыление и химическим – травление.

Просветление оптики – антибликовое покрытие применяется во многих областях, где свет проходит через оптический элемент и требуется снизить потери интенсивности или устранить отражение. Наиболее распространёнными случаями являются линзы очков и объективы камер, биноклей, перископов, прицелов и других оптических систем.

Список литературных и информационных источников

1 Горбачев В.В. Концепции современного естествознания / В.В. Горбачев. – М.: Оникс 21 век Мир и образование, 2016. – 704 с.

2 Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для студентов вузов. – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: КНОРУС, 2012. – 670 с.

Источник

Применение интерференции света. Просветление оптики

Явление интерференции света находит разнообразные применения. Оно используется для определения показателей преломления газообразных веществ, для точного измерения длин и углов, для контроля качества обработки поверхностей и т.п.

Явление интерференции в частности применяется для улучшения качества оптических приборов и получения высокоотражающих покрытий. Интерференция при отражении от тонких пленок лежит в основе просветления оптики.При прохождении света через линзы или призмы на каждой из поверхностей световой поток частично отражается. Таким образом, интенсивность прошедшего света ослабляется. Кроме того, отражения от поверхностей линз приводят к возникновению бликов. Для устранения этих дефектов на свободные поверхности линз наносят тонкие пленки с показателем преломления, меньшим, чем у материала линзы. Тогда при отражении света от границ раздела воздух-пленка и пленка-стекло возникает интерференция когерентных лучей. Толщина пленки и показатели преломления стекла и пленки можно подобрать так, чтобы волны отраженные от обеих поверхностей гасили друг друга. Для этого их амплитуды должны быть равны, а оптическая разность хода равна Особенно хороший результат получается, когда показатель преломления пленки равен корню квадратному из показателя преломления линзы. Обычно выбирают Тогда толщина просветляющей пленки равна Так как добиться одновременного гашения для всех длин волн невозможно, то гасят наиболее чувствительные для глаза длины волн 0.55 мкм. Поэтому объективы с просветленной оптикой имеют синевато-красный оттенок.

Явление интерференции применяется в точных измерительных приборах – интерферометрах. Интерферометры – приборы, основанные на интерференции волн. В основе оптических интерферометров лежит пространственное разделение пучков света с помощью того или иного устройства с целью получения двух или более взаимно когерентных лучей, которые проходят различные оптические пути, а затем сводятся вместе и наблюдается результат их интерференции. Вид интерференционной картины зависит от способа разделения пучка света на взаимно когерентные лучи, от их числа, их относительной интенсивности и других факторов. Интерферометры применяются для измерения длин волн спектральных линий, показателей преломления прозрачных сред, в метрологии для измерений длин и перемещений тел, в астрономии для измерения угловых размеров звёзд и т.д. Известны интерферометры Жамена, Майкельсона, Рэлея, Фабри-Перо, Физо и др.

Интерферометр Майкельсона – двухлучевой интерферометр, позволяющий осуществлять различные виды интерференции. С помощью интерферометра Майкельсона впервые была определена длина волны света и осуществлен Майкельсона опыт, поставленный А.Майкельсоном в 1881 г. и позже неоднократно повторенный совместно с Э.У.Морли с целью измерения влияния движения Земли на скорость света (обнаружения так называемого «эфирного ветра»). Отрицательный результат этого опыта был одним из основных экспериментальных фактов, положенных в основу специальной теории относительности.

Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:

1. Какие волны называют когерентными? монохроматическими?

2. Что такое интерференция света?

3. Что называется оптической разностью хода?

4. Условия интерференционного максимума и минимума.

6. Интерференция на тонких пленках.

7. Что такое полосы равной толщины и равного наклона?

9. В чем заключается суть просветления оптики?

1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – М.: ACADEMIA, 2008.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики: учеб. пособие для втузов: в 3-х томах / И.В.Савельев. – СПб.: Спец. лит., 2005

Источник