Optický povlak

Optický povlak

Optický povlak je tenká vrstva nebo vrstvy materiálu nanesené na optickém prvku, jako je čočka nebo zrcadlo, která mění způsob, jakým optický prvek odráží a propouští světlo.Jedním typem optického povlaku je antireflexní povlak, který snižuje nežádoucí odrazy od povrchů, běžně používaný na brýlích a čočkách fotoaparátů.Dalším typem je vysoce reflexní povlak, pomocí kterého lze vyrobit zrcadla, která odrážejí více než 99,99 % světla.Složitější optické povlaky vykazující vyšší odrazivost při určitých vlnových délkách a antireflexní při delších vzdálenostech umožňují výrobu dichroických tenkovrstvých filtrů.

Typ povlaku

Odraz vs. křivky vlnové délky při normálním výskytu pro hliníková (Al), stříbrná (Ag) a zlatá (Au) kovová zrcadla

Nejjednodušší optické povlaky jsou tenké kovové vrstvy, jako je hliník, které jsou naneseny na skleněný substrát za vzniku skleněného povrchu, což je proces zvaný stříbření.Použitý kov určuje reflexní vlastnosti zrcadla;hliník je nejlevnější a nejběžnější povlak, poskytuje přibližně 88%–92% odrazivost ve viditelném spektru.Dražší je stříbro, které má 95%–99% odrazivost i ve vzdálené infračervené oblasti, ale má sníženou odrazivost (<90%) v modré a ultrafialové spektrální oblasti.Nejdražší je zlato, které je plně infračervené.Nabízí vynikající odrazivost (98 %–99 %), ale omezenou odrazivost při vlnových délkách nižších než 550 nm, což vede k výrazné zlaté barvě.

Řízením tloušťky a hustoty kovového povlaku lze snížit odrazivost a zvýšit propustnost povrchu, což vede k polostříbrnému zrcadlu.Ty se někdy používají jako „jednosměrná zrcadla“.

Dalším hlavním typem optického povlaku je dielektrický povlak (to znamená použití materiálů s různými indexy lomu jako substrátu).Skládají se z tenkých vrstev materiálů, jako je fluorid hořečnatý, fluorid vápenatý a různé oxidy kovů, které jsou naneseny na optických substrátech.Pečlivým výběrem přesného složení, tloušťky a počtu těchto vrstev lze vyladit odrazivost a propustnost povlaku tak, aby bylo dosaženo prakticky jakékoli požadované vlastnosti.Koeficient odrazu povrchu lze snížit pod 0,2 %, což má za následek antireflexní (AR) povlak.Naproti tomu s vysoce reflexními (HR) povlaky lze odrazivost zvýšit na více než 99,99 %.Úroveň odrazivosti lze také nastavit na konkrétní hodnotu, například pro vytvoření zrcadla, které odráží 90 % v určitých rozsazích vlnových délek a propouští 10 % světla, které na něj dopadá.Taková zrcadla se běžně používají jako výstupní propojovací členy v rozdělovačích paprsků a laserech.Alternativně může být povlak navržen tak, aby zrcadlo odráželo pouze úzké pásmo vlnových délek a vytvořilo tak optický filtr.

Všestrannost dielektrických povlaků vedla k jejich použití v mnoha vědeckých optických přístrojích, jako jsou lasery, optické mikroskopy, refraktorové teleskopy a interferometry, stejně jako spotřebitelská zařízení, jako jsou dalekohledy, brýle a fotografické čočky.

Dielektrické vrstvy se někdy nanášejí na kovové filmy, aby poskytly ochrannou vrstvu (jako je oxid křemičitý na hliníku), nebo aby se zvýšila odrazivost kovového filmu.Kombinace kovu a dielektrika se také používají k vytvoření pokročilých povlaků, které nelze vyrobit jiným způsobem.Příkladem je takzvané „dokonalé zrcadlo“, které vykazuje vysoký (ale nedokonalý) odraz s neobvykle nízkou citlivostí na vlnovou délku, úhel a polarizaci.