Optisk belegg

Optisk belegg

Et optisk belegg er et eller flere tynt lag av materiale avsatt på et optisk element, for eksempel en linse eller speil, som endrer måten det optiske elementet reflekterer og sender lys.En type optisk belegg er et anti-reflekterende belegg, som reduserer uønskede refleksjoner fra overflater, vanligvis brukt på briller og kameralinser.En annen type er et svært reflekterende belegg, som kan brukes til å produsere speil som reflekterer mer enn 99,99 % av lyset.Mer komplekse optiske belegg som viser høyere reflektans ved visse bølgelengder og antirefleksjon ved lengre områder tillater produksjon av dikroiske tynnfilmfiltre.

Type belegg

Refleksjon vs. bølgelengdekurver ved normal insidens for aluminium (Al), sølv (Ag) og gull (Au) metallspeil

De enkleste optiske beleggene er tynne metalllag, for eksempel aluminium, som avsettes på et glassunderlag for å danne glassoverflaten, en prosess som kalles forsølvning.Metallet som brukes bestemmer speilets reflekterende egenskaper;aluminium er det billigste og vanligste belegget, og gir omtrent 88–92 % refleksjon i det synlige spekteret.Dyrere er sølv, som har 95%–99% refleksjon selv i det fjerne infrarøde området, men har redusert refleksjon (<90%) i de blå og ultrafiolette spektralområdene.Den dyreste er gull, som er full infrarød.Tilbyr utmerket (98%–99%) refleksjon, men begrenset refleksjon ved bølgelengder mindre enn 550 nm, noe som resulterer i en karakteristisk gylden farge.

Ved å kontrollere tykkelsen og tettheten til metallbelegget kan reflektiviteten reduseres og overflatetransmittansen økes, noe som resulterer i et halvsølvspeil.Disse brukes noen ganger som "enveisspeil".

En annen hovedtype optisk belegg er det dielektriske belegget (det vil si bruk av materialer med forskjellige brytningsindekser som underlag).De består av tynne lag av materialer, som magnesiumfluorid, kalsiumfluorid og ulike metalloksider, som avsettes på optiske underlag.Ved nøye å velge den nøyaktige sammensetningen, tykkelsen og antallet av disse lagene, kan refleksjonsevnen og transmittansen til belegget justeres for å produsere praktisk talt hvilken som helst ønsket egenskap.Refleksjonskoeffisienten til overflaten kan reduseres til under 0,2 %, noe som resulterer i et anti-reflekterende (AR) belegg.I motsetning til dette, med høyreflekterende (HR) belegg, kan reflektiviteten økes til mer enn 99,99 %.Nivået av reflektivitet kan også justeres til en bestemt verdi, for eksempel for å produsere et speil som reflekterer 90 % i visse bølgelengdeområder og sender 10 % av lyset som faller på det.Slike speil brukes ofte som utgangskoblere i stråledelere og lasere.Alternativt kan belegget utformes slik at speilet kun reflekterer et smalt bånd av bølgelengder, og skaper et optisk filter.

Allsidigheten til dielektriske belegg har ført til at de brukes i mange vitenskapelige optiske instrumenter som lasere, optiske mikroskoper, refraktorteleskoper og interferometre, samt forbrukerenheter som kikkerter, briller og fotografiske linser.

Dielektriske lag påføres noen ganger over metallfilmer for å gi et beskyttende lag (som silisiumdioksid på aluminium), eller for å øke reflektiviteten til metallfilmen.Metall- og dielektriske kombinasjoner brukes også for å lage avanserte belegg som ikke kan produseres på annen måte.Et eksempel er det såkalte "perfekte speilet", som viser høy (men ufullkommen) refleksjon med uvanlig lav følsomhet for bølgelengde, vinkel og polarisering.