Optisk beläggning

Optisk beläggning

En optisk beläggning är ett eller flera tunna lager av material som avsätts på ett optiskt element, såsom en lins eller spegel, som förändrar hur det optiska elementet reflekterar och överför ljus.En typ av optisk beläggning är en antireflekterande beläggning, som minskar oönskade reflektioner från ytor, som vanligtvis används på glasögon och kameralinser.En annan typ är en högreflekterande beläggning, som kan användas för att producera speglar som reflekterar mer än 99,99 % av ljuset.Mer komplexa optiska beläggningar som uppvisar högre reflektans vid vissa våglängder och antireflektion vid längre avstånd tillåter produktion av dikroiska tunnfilmsfilter.

Beläggningstyp

Reflektion vs. våglängdskurvor vid normal infallsvinkel för aluminium (Al), silver (Ag) och guld (Au) metallspeglar

De enklaste optiska beläggningarna är tunna metallskikt, såsom aluminium, som avsätts på ett glassubstrat för att bilda glasytan, en process som kallas försilvning.Metallen som används bestämmer spegelns reflekterande egenskaper;aluminium är den billigaste och vanligaste beläggningen, som ger cirka 88 %–92 % reflektans i det synliga spektrumet.Dyrare är silver, som har 95 %–99 % reflektans även i fjärrinfraröd, men har minskad reflektans (<90 %) i de blå och ultravioletta spektralområdena.Det dyraste är guld, som är fullt infrarött.Ger utmärkt (98%–99%) reflektans, men begränsad reflektans vid våglängder mindre än 550 nm, vilket resulterar i en distinkt gyllene färg.

Genom att kontrollera metallbeläggningens tjocklek och densitet kan reflektionsförmågan minskas och yttransmittansen ökas, vilket resulterar i en halvsilverspegel.Dessa används ibland som "envägsspeglar".

En annan huvudtyp av optisk beläggning är den dielektriska beläggningen (det vill säga användningen av material med olika brytningsindex som substrat).De består av tunna lager av material, såsom magnesiumfluorid, kalciumfluorid och olika metalloxider, som avsätts på optiska substrat.Genom att noggrant välja den exakta sammansättningen, tjockleken och antalet av dessa skikt kan reflektionsförmågan och transmittansen hos beläggningen justeras för att producera praktiskt taget vilken önskad egenskap som helst.Ytans reflektionskoefficient kan reduceras under 0,2 %, vilket resulterar i en antireflekterande (AR) beläggning.Däremot kan reflektionsförmågan ökas till mer än 99,99 % med beläggningar med hög reflektion (HR).Reflexionsnivån kan också justeras till ett specifikt värde, till exempel för att producera en spegel som reflekterar 90 % i vissa våglängdsområden och sänder ut 10 % av ljuset som faller på den.Sådana speglar används vanligtvis som utgångskopplare i stråldelare och lasrar.Alternativt kan beläggningen utformas så att spegeln endast reflekterar ett smalt band av våglängder, vilket skapar ett optiskt filter.

Mångsidigheten hos dielektriska beläggningar har lett till att de används i många vetenskapliga optiska instrument såsom lasrar, optiska mikroskop, refraktorteleskop och interferometrar, såväl som konsumentenheter som kikare, glasögon och fotografiska linser.

Dielektriska skikt appliceras ibland över metallfilmer för att tillhandahålla ett skyddande skikt (såsom kiseldioxid på aluminium), eller för att öka reflektionsförmågan hos metallfilmen.Metall- och dielektriska kombinationer används också för att skapa avancerade beläggningar som inte kan tillverkas på annat sätt.Ett exempel är den så kallade "perfekta spegeln", som uppvisar hög (men ofullkomlig) reflektion med ovanligt låg känslighet för våglängd, vinkel och polarisation.