Powłoki przeciwodblaskowe

Powłoki przeciwodblaskowe, powłoki antyrefleksyjne (ang. anti-reflection coating) – układ jednej lub większej liczby cienkich warstw substancji naniesionych na powierzchnię elementu optycznego w celu zminimalizowania natężenia światła odbitego i zwiększenia natężenia światła przechodzącego.

Zasada działania

Zasada działania powłok przeciwodblaskowych opiera się o dwa zjawiska:

Jeżeli na granicy dwóch ośrodków o różnych wartościach współczynnika załamania (w tym wypadku szkła i powietrza) umieści się cienką warstwę ośrodka o wartości pośredniej, to współczynnik odbicia światła od tej granicy zmaleje^[1]. Możliwe jest dobranie takiego współczynnika załamania światła warstwy powłoki, aby współczynnik odbicia był jak najmniejszy.
Przy naniesieniu warstwy powłoki o odpowiedniej grubości, promienie odbite od obu powierzchni granicznych warstwy wygaszą się na skutek interferencji. Zjawisko to było znane od początku XVIII w.^[2], ale praktyczne zastosowania tej metody stały się możliwe na szerszą skalę dopiero w latach 30. XX w.

Historia

W czasie II wojny światowej wśród wszystkich walczących stron powszechnym stało się wyposażanie militarnego sprzętu optycznego w warstwy przeciwodblaskowe. Po zakończeniu wojny pokrycia przeciwodblaskowe były już dobrze ugruntowaną cechą elementów optycznych, a wiele firm oferowało sprzęt do ich wytwarzania. W 1947 Walter Welford zaproponował^[3] zastosowanie powłok wielowarstwowych i od tego momentu nastąpił rozwój technik tworzenia takich pokryć, początkowo stosowanych tylko w przyrządach profesjonalnych (na przykład w astronomii).

W roku 1971 Pentax ogłosił jako pierwszy, że stosuje wielowarstwowe (siedem warstw) pokrycia antyodblaskowe w swoich obiektywach fotograficznych. Reakcja producentów sprzętu fotograficznego była bardzo zróżnicowana^[4]. Firma Fuji ogłosiła, że już w 1964 stosowała 11 warstw pokryć w obiektywach do kamer filmowych, Nikon oświadczył, że stosuje pokrycia składające się z od trzech do pięciu warstw, a uzyskanie siedmiu jest technicznie niemożliwe, Zeiss (RFN) również oświadczył, że już stosuje takie warstwy w obiektywach wyższej klasy.

W latach 70 powszechnym stało się oznaczanie wielowarstwowych pokryć obiektywów fotograficznych, na przykład SMC (od Super Multi Coated) Pentaxa, T* (od Transparent) Zeissa (RFN), EBC (od Electron Beam Coated) Fuji czy MC (od Multi Coated) Zeissa (NRD). Obecnie zwyczaj ten został przez niektórych producentów zarzucony.

Zastosowanie i znaczenie

W fotografii dobra jakość powłok przeciwodblaskowych naniesionych na soczewki tworzące obiektyw ma zasadniczy wpływ na eliminację efektu flary, a także podnosi kontrast powstającego obrazu.

Wprowadzenie pokryć antyodblaskowych miało duże znaczenie dla możliwości wytwarzania obiektywów fotograficznych o dużej liczbie soczewek. Odbicie światła na każdej niepokrytej granicy powietrze-szkło powoduje stratę około 4% światła^[5]. Przy ośmiu wolno stojących soczewkach (16 takich granic) strata światła wynosi około 50%, a światło odbijane wewnątrz obiektywu dodatkowo pogarsza przenoszenie kontrastu. Powłoki znacząco zmniejszają ten efekt, a liczba soczewek w złożonych obiektywach wysokiej klasy może wynosić ponad 20.

Zobacz też

Przypisy

↑ Zjawisko to zostało odkryte przez Rayleigha w 1886: Lord Rayleigh, On the intensity of light reflected from certain surfaces at nearly perpendicular incidence, Proc. R. Soc. 41 275–94
↑ Izaak Newton, Opticks or a Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light (1704, London: The Royal Society)
↑ W. Welford (jako Weinstein). The reflectivity and transmissivity of multiple thin coatings. „J Opt Soc Am”. 37 (7), s. 576-81, 1947. DOI: 10.1364/JOSA.37.000576. PMID: 20256365.
↑ Dario Bonazza. Flare control in multi-coated lenses of the Seventies. „Spotmatic”, 1999.
↑ Antoni Sojecki, Optyka, WSiP, Warszawa 1977

Bibliografia

Angus Macleod. The early days of optical coatings. „Journal of Optics A: Pure and Applied Optics”. 1, s. 779-783, 1999. DOI: 10.1088/1464-4258/1/S/305.

[1] Zjawisko to zostało odkryte przez Rayleigha w 1886: Lord Rayleigh, On the intensity of light reflected from certain surfaces at nearly perpendicular incidence, Proc. R. Soc. 41 275–94

[2] Izaak Newton, Opticks or a Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light (1704, London: The Royal Society)

[3] W. Welford (jako Weinstein). The reflectivity and transmissivity of multiple thin coatings. „J Opt Soc Am”. 37 (7), s. 576-81, 1947. DOI: 10.1364/JOSA.37.000576. PMID: 20256365.

[4] Dario Bonazza. Flare control in multi-coated lenses of the Seventies. „Spotmatic”, 1999.

[5] Antoni Sojecki, Optyka, WSiP, Warszawa 1977

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]