Optikai bevonat

Optikai bevonat

Az optikai bevonat egy vagy több vékony anyagréteg, amelyet egy optikai elemre, például lencsére vagy tükörre helyeznek, és amely megváltoztatja az optikai elem fényvisszaverő és -áteresztési módját.Az optikai bevonatok egyik típusa a tükröződésmentes bevonat, amely csökkenti a felületekről származó nem kívánt visszaverődést, amelyet általában szemüvegeken és fényképezőgépek lencséin használnak.Egy másik típus a nagy fényvisszaverő bevonat, amellyel a fény több mint 99,99%-át visszaverő tükrök készíthetők.Az összetettebb optikai bevonatok, amelyek bizonyos hullámhosszokon nagyobb reflexiót mutatnak, és nagyobb tartományokon tükröződésmentességet mutatnak, lehetővé teszik dikroikus vékonyréteg-szűrők előállítását.

Bevonat típusa

Alumínium (Al), ezüst (Ag) és arany (Au) fémtükrök visszaverődése és hullámhossz görbéi normál esetnél

A legegyszerűbb optikai bevonatok vékony fémrétegek, például alumínium, amelyeket üveghordozóra helyeznek fel, hogy kialakítsák az üvegfelületet. Ezt a folyamatot ezüstösödésnek nevezik.A használt fém határozza meg a tükör fényvisszaverő tulajdonságait;Az alumínium a legolcsóbb és legelterjedtebb bevonat, amely körülbelül 88–92%-os reflexiót biztosít a látható spektrumban.Drágább az ezüst, amelynek még a távoli infravörösben is 95–99%-os a reflexiója, de a kék és az ultraibolya spektrumtartományban csökkent (<90%).A legdrágább az arany, ami teljes infravörös.Kiváló (98–99%) reflexiót kínál, de 550 nm-nél kisebb hullámhosszon korlátozott visszaverődést biztosít, ami jellegzetes arany színt eredményez.

A fémbevonat vastagságának és sűrűségének szabályozásával csökkenthető a fényvisszaverő képesség és növelhető a felületi áteresztőképesség, ami félezüst tükröt eredményez.Ezeket néha "egyirányú tükörként" használják.

Az optikai bevonatok másik fő típusa a dielektromos bevonat (vagyis különböző törésmutatójú anyagok hordozóként történő felhasználása).Vékony anyagrétegekből állnak, mint például magnézium-fluorid, kalcium-fluorid és különféle fém-oxidok, amelyek optikai hordozókra kerülnek.A rétegek pontos összetételének, vastagságának és számának gondos megválasztásával a bevonat fényvisszaverő képessége és áteresztőképessége gyakorlatilag bármilyen kívánt tulajdonság elérésére hangolható.A felület tükrözési együtthatója 0,2% alá csökkenthető, ami tükröződésmentes (AR) bevonatot eredményez.Ezzel szemben a nagy reflexiós (HR) bevonatokkal a fényvisszaverő képesség több mint 99,99%-ra növelhető.A visszaverőképesség szintje egy adott értékre is állítható, például olyan tükröt állíthatunk elő, amely bizonyos hullámhossz-tartományokban 90%-ban visszaver, és a ráeső fény 10%-át átengedi.Az ilyen tükröket általában sugárosztókban és lézerekben kimeneti csatolókként használják.Alternatív megoldásként a bevonat úgy is kialakítható, hogy a tükör csak egy keskeny hullámhossz-sávot tükröz, optikai szűrőt hozva létre.

A dielektromos bevonatok sokoldalúsága számos tudományos optikai műszerben, például lézerekben, optikai mikroszkópokban, refraktor teleszkópokban és interferométerekben, valamint fogyasztói eszközökben, például távcsövekben, szemüvegekben és fényképészeti lencsékben való alkalmazásukhoz vezetett.

Néha dielektromos rétegeket visznek fel fémfóliákra, hogy védőréteget képezzenek (például szilícium-dioxidot az alumíniumon), vagy hogy növeljék a fémfilm fényvisszaverő képességét.A fém és a dielektrikum kombinációit olyan fejlett bevonatok létrehozására is használják, amelyeket más módon nem lehet előállítani.Példa erre az úgynevezett "tökéletes tükör", amely nagy (de tökéletlen) visszaverődést mutat, és szokatlanul alacsony hullámhosszra, szögre és polarizációra érzékeny.