增透膜原理

增透膜又名減反射膜，它也是一種濾光片,在光學(xué)元件中，由于元件表面的反射作用而使光能損失，為了減少元件表面的反射損失，常在光學(xué)元件表面鍍層透明介質(zhì)薄膜,這種薄膜就叫增透膜、減反射膜.光具有波粒二象性，即從微觀上既可以把它理解成一種波、又可以把它理解成一束高速運(yùn)動(dòng)的粒子(注意，這里可千萬別把它理解成一種簡(jiǎn)單的波和一種簡(jiǎn)單的粒子。它們都是微觀上來講的,愛因斯坦通過研究，命名為光子。 紅光波的波長(zhǎng)=0.750微米 紫光波長(zhǎng)=0.400微米。 而一個(gè)光子的質(zhì)量是 6.63E-34 千克. 如此看來他們都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是我們所想想的那種宏觀波和粒子.) 增透膜的原理是把光當(dāng)成一種波來考慮的，因?yàn)楣獠ê蜋C(jī)械波一樣也具有干涉的性質(zhì)。

在鏡頭前面涂上一層增透膜(一般是"氟化鈣",微溶于水),如果膜的厚度等于紅光(注意：這里說的是紅光)在增透膜中波長(zhǎng)的四分之一時(shí),那么在這層膜的兩側(cè)反射回去的紅光就會(huì)發(fā)生干涉,從而相互抵消,你在鏡頭前將看不到一點(diǎn)反光,因?yàn)楦鶕?jù)能量守恒，這束紅光已經(jīng)全部穿過鏡頭了.

為什么我們從來沒有看到?jīng)]有反光的鏡頭? 原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)榭梢姽庥小凹t、綠、藍(lán)”三種顏色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭，一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的，這種情況下，你在可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是藍(lán)紫色，因?yàn)檫@反射光中已經(jīng)沒有了綠光。膜的厚度也可以根據(jù)鏡頭的色彩特性來決定?？梢娫鐾改さ淖饔檬菧p少反射光的強(qiáng)度，從而增加透射光的強(qiáng)度，使光學(xué)系統(tǒng)成像更清晰。

光學(xué)儀器中，光學(xué)元件表面的反射，不僅影響光學(xué)元件的通光能量;而且這些反射光還會(huì)在儀器中形成雜散光，影響光學(xué)儀器的成像質(zhì)量。為了解決這些問題，通常在光學(xué)元件的表面鍍上一定厚度的單層或多層膜，目的是為了減小元件表面的反射光，這樣的膜叫光學(xué)增透膜(或減反膜)。

這里我們首先從能量守恒的角度對(duì)光學(xué)增透膜的增透原理給予分析。一般情況下，當(dāng)光入射在給定的材料的光學(xué)元件的表面時(shí)，所產(chǎn)生的反射光與透射光能量確定，在不考慮吸收、散射等其他因素時(shí)，反射光與透射光的總能量等于入射光的能量。即滿足能量守恒定律。當(dāng)光學(xué)元件表面鍍膜后，在不考慮膜的吸收及散射等其他因素時(shí)，反射光和透射光與入射光仍滿足能量守恒定律。而所鍍膜的作用是使反射光與透射光的能量重新分配。對(duì)增透膜而言，分配的結(jié)果使反射光的能量減小，透射光的能量增大。由此可見，增透膜的作用使得光學(xué)元件表面反射光與透射光的能量重新分配，分配的結(jié)果是透射光能量增大，反射光能量減小。光就有這樣的特性：通過改變反射區(qū)的光強(qiáng)可以改變透射區(qū)的光強(qiáng)。