一、 为什么在光学镜头上涂一层透明薄膜即增透膜呢?
1935年德国蔡司厂的工程师发明了镜头镀膜技术,即防反光镀膜技术也叫蔡司镀膜技术。光学装置,如摄影机、电影放映机的镜头、潜水艇的潜望镜等都是由许多光学元件即透镜、棱镜等组成的。进入这些装置的光,在每一个镜面上都有一部分光被反射,因此只有10~20%的入射光通过装置,所成的像既暗又不清晰。计算表明,如果一个装置中包含有六个透镜,那么将有50%的光被反射。若在镜面上涂上一层透明薄膜,即增透膜,就大大减少了光的反射损失,增强光的透射强度,从而提高成像质量。
二、为什么要求增透膜的厚度是入射光在薄膜介质中波长的四分之一呢?
当光射到两种透明介质的界面时,若光从光密介质射向光疏介质,光有可能发生全反射;当光从光疏介质射向光密介质,反射光有半波损失。对于玻璃镜头上的增透膜,其折射率大小介于玻璃和空气折射率之间,当光由空气射向镜头时,使得膜两面的反射光均有半波损失,从而使膜的厚度仅仅只满足两反射光的光程差为半个波长。膜的后表面上的反射光比前表面上的反射光多经历的路程,即为膜的厚度的两倍。所以,膜厚应为光在薄膜介质中波长的1/4,从而使两反射光相互抵消。由此可知,增透膜的厚度d=λ/4n(其中n为膜的折射率,λ为光在空气中的波长)。
三、为什么增透膜要用折射率为1.38的氟化镁作材料镀制呢?
单层增透膜的理论依据表明:当膜的折射率n膜满足: (其中n空、n玻分别为空气和玻璃的折射率)时,反射光的强度为零,光的透射率为100%。对于一般折射率在1.5左右的光学玻璃,为了用单层膜达到100%的增透效果,其膜的折射率 =(n空 X n玻)1/2 =(1 X 1.5)1/2=1.22 折射率如此低的镀膜材料很难找到。所以,现在一般都用折射率为1.38的氟化镁(MgF2)镀制单层增透膜。不过对于折射率较高的光学玻璃,单层氟化镁膜能达到很好的增透效果。