Оптика на тънки слоеве

Дихроични филтри, създадени чрез нанасяне на тънки слоеве

Оптиката на тънките слоеве е раздел от оптиката, който разглежда теорията и практическото приложение на тънките слоеве като оптични покрития, нанесени на повърхността на материалите, в частност върху оптично стъкло, от което се изготвят оптични системи, които влияят в значителна степен върху отражението и пропускането на светлината, ако дебелината им е съизмерима с дължината на вълната.

Най-интересни свойства имат тънките слоеве с дебелина, равна на една четвърт от дължината на вълната, които в зависимост от показателя на пречупване, максимално намаляват или увеличават отражението на светлината от повърхността.

Теория

Интерференция в четвърт-вълново просветляващо покритие

Ако светлина с дължина на вълната λ пада от среда с показател на пречупване $n_1$ под ъгъл на падане $\theta_1$ върху подложка от материал с показател на пречупване $n_3$, покрита с тънък слой с показател на пречупване $n_2$ и дебелина h, то при оптична дебелина на слоя (произведението от физическата дебелина и показателя на пречупване $H = n_2 h$ ), кратна на λ както следва:

$H = \frac{\lambda}{4 \cos \theta_2}, \quad \frac{3\lambda}{4 \cos \theta_2}, \quad \frac{5\lambda}{4 \cos \theta_2}, \ldots$

коефициентът на отражение се определя по формулата

$R = \left( \frac{r_{12} - r_{23}}{1 - r_{12}r_{23}} \right)^2$

където $r_{12}$ - е коефициентът на отражение на границата на средите 1 и 2, и в случай на нормално падане

$R = \left( \frac{n_1 n_3 - n_2^2}{n_1 n_3 + n_2^2} \right)^2$.

Оттук следва, че коефициентът на отражение може да стане нула, ако материалите се подберат така, че $n_1 n_3 = n_2^2$. На този принцип работят просветляващите (антиотражателните, антирефлексните) покрития. Обикновено е трудно да се подбере вещество, за което това съотношение да се изпълнява идеално (а освен това е необходимо и слоят да има добра адхезия към стъклото, затова се използват вещества с близък показател на пречупване.

Ако $n_2^2 \gg n_1 n_3$, то коефициентът на отражение става близък до единица, което се използва за производство на огледала.

Вижте също

• Оптично покритие

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Оптика тонких плёнок“ в Уикипедия на руски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.