Оптика тонких плёнок

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Дихроические фильтры создаются при помощи покрытия тонкими плёнками

О́птика то́нких плёнок

Тонкие пленки, нанесенные на поверхность вещества, в частности на стекло, из которого изготовляются оптические приборы, значительно влияют на отражение и пропускание света, если их толщина соизмерима с длиной световой волны.

Наиболее интересные свойства имеют пленки с толщиной, которая равняется (четверти длины волны + целое число длин волн), либо (половина длины волны + целое число длин волн), которые, соответственно, максимально уменьшают или увеличивают отражение света поверхностью.

Теория[править | править исходный текст]

Если свет с длиной волны λ падает из среды с показателем преломления  n_1 под углом  \theta_1 на вещество с показателем преломления  n_3 , покрытую тонкой пленкой с показателем преломления  n_2 и толщиной h, то при оптической толщине плёнки  H = n_2 h

 H = \frac{\lambda}{4 \cos \theta_2}, \quad \frac{3\lambda}{4 \cos \theta_2}, \quad \frac{5\lambda}{4 \cos \theta_2}, \ldots

то коэффициент отражения

 R = \left( \frac{r_{12} - r_{23}}{1 - r_{12}r_{23}} \right)^2

где r_{12}  — коэффициент отражения на грани сред 1 и 2, и для нормального падения

 R = \left( \frac{n_1 n_3 - n_2^2}{n_1 n_3 + n_2^2} \right)^2 .

Отсюда видно, что коэффициент отражения можно сделать нулевым, если подобрать материалы так, чтобы  n_1 n_3 = n_2^2. На этом принципе работает просветление оптики. Обычно подобрать вещество, для которого это соотношение выполнялось бы идеально (а еще необходимо, чтобы пленка хорошо держалась на стекле) трудно, потому используются вещества с близким показателем преломления.

Если  n_2^2 \gg n_1 n_3 , то коэффициент отражения становится близким к единице, что можно использовать для изготовления зеркал.

См. также[править | править исходный текст]