增透膜最新版.ppt
n22
n12
s in 2
i
2
k,k 1,2, 干涉加强为明条纹
2k
1
2
,k
0,1,2,
干涉减弱为暗条纹
反是薄膜厚度e和入射角i的函数,
当i一定时称为等倾干涉; 当e一定时称为等厚干涉
一、镀膜的原因
光在空气和玻璃界面每次反射光能量占入射总能量的 4%,透射光能量为96%。
1、一片玻璃两次反射:
I透 0.962 I入 0.92I入
眼镜片
如果镜片表面不镀增透膜: 1、前反光,会使别人看戴镜者时,镜面一片白光,尤其在照 相时,这种反射光会严重影响照片的质量; 2、后反光,会产生眩光,降低视物的对比度和舒适性; 3、内反光,会产生虚像,影响视物的清晰度。
因此,镀膜后的镜片对视觉有明显改善效果。
照相机
照相机镜头上都要求镀增透膜,一般选择 对可见光中光能量最强、人眼最敏感的中央 波长552nm的绿光达到透射增强、反射相 消,所以绿光几乎全部透射。而远离 552nm的紫光和红光不能完全反射相消, 反射光就呈紫红色,这就是我们平常所看到 的照相机镜头的颜色。
例题: 已知MgF2折射率为1.38,选择让可见光中波长为
552nm的绿光透射加强,试设计眼镜片上所镀MgF2膜层 的最小厚度。
解:当反射光干涉相消时,光差为半波长的奇数倍:
反
2n2e
2k
1
2
,k
0,1, 2
其膜层厚度公式:e (2k 1) ,3 ,L
4n2
4n2 4n2
取k 0, e 552 100nm 0.1m
-- -- ---能使光学元件减少因反射而损失的光能,从 而增加透射光强度的薄膜。
增透膜层介质一般采用 MgF2 ,镀膜的效 果可使单次反射光能量由4%降低到1%,透光 率则由96%提高到99%。
如航空照相机镀膜前: I透 0.9620 I入 0.40I入
镀膜后: I透 0.9920 I入 0.80I入
4n2 41.38
三、增透膜的应用
(1)生活中的应用
---眼镜片
(2)生产中的应用
---照相机
(3)军事中的应用
---隐形飞机
孔雀羽毛
孔雀开屏五彩缤纷、艳丽夺目,是因为羽 毛上覆盖一层薄薄的角质层,且厚度不均匀。 与增反膜相似,某一厚度处会对某一波长的 光反射增强,如当蓝光反射干涉加强处就呈 现蓝色羽毛,而且蓝色更加鲜艳。
e n2 1.38
玻璃
n3 1.50
因为n1n2 n3,反射光在两个界面上 均有半波损失
镀膜后 ,上下表面反射光均发生半波损失, 无附加光程差,干涉情况满足:
反 2n2e
k,k 1,2, 干涉加强为明条纹
2k
1
2
,k
0,1,2,
干涉减弱为暗条纹
当发射光干涉减弱即代表此时透射光干涉增强。
增透膜也称抗反射膜
增透膜
重点
增透膜的原理
难点
干涉相消和干涉相长的条件、半波损失
回顾薄膜干涉
1
S
a
23
n2 n1 n2 n3
n1
n2 e
b
n3
半波损失:
光从折射率较小的介质入射到折射率较大的介质表面时,反 射光在入射点发生的相位跃变,即光程有半个波长的突变。
n3
反射光2和3发生干涉实际光程差:
反 2e
n1 n2 n3
n1 i 0
n2
e
n3
思考:若派一名潜水员潜入该海域从下向上观察,他所正对油膜呈
现什么颜色? (紫红色)
作业布置:
P175 17-5,17-6,17-7
2、普通显微镜有六片透镜十二次反射:
I透 0.9612 I入 0.60I入
3、航空照相机有十片透镜二十次反射:
I透 0.9620 I入 0.40I入
4、越精密的光学仪器由更多透镜组成:
I透 0
二、增透膜的原理
考虑光线垂直入射i=0
1 2 3 n1 n2 n3
增透膜
空气
MgF2
n1 1.00
解:驾驶员观察到反射光中干涉加强现象:
反
2n2e
k,
2n2e k
,
k 1,1 2n2e 21.20 460 1104(nm) 760nm,红外线
k 2,2 n2e 1.20 460 552(nm),绿光
k=3,3
2 3
n2e
315.4(nm)
400nm,
紫外线
驾驶员观察到油膜呈绿色。
隐形飞机
如果在飞机表面镀增透膜,使之对雷达 接受系统最敏感的光波反射相消,透射增 强被机身吸收,雷达就捕捉不到反射回来 的信号,对飞机就可以起到隐身侦察的作 用。
例题:一油轮漏油(折射率n2=1.20)污染了某海域,在海水 (折射率为n3=1.30)表面形成一层厚度为460nm的薄薄油膜, 太阳正位于该海域正上空。 一直升飞机驾驶员从机上向下观 察,他所正对油膜呈什么颜色?