Optický povlak

Optický povlak

Optický povlak je tenká vrstva alebo vrstvy materiálu nanesené na optický prvok, ako je šošovka alebo zrkadlo, ktorý mení spôsob, akým optický prvok odráža a prenáša svetlo.Jedným typom optického povlaku je antireflexný povlak, ktorý znižuje nežiaduce odrazy od povrchov, bežne používaný na okuliaroch a šošovkách fotoaparátov.Ďalším typom je vysoko reflexná vrstva, pomocou ktorej sa dajú vyrobiť zrkadlá, ktoré odrážajú viac ako 99,99 % svetla.Zložitejšie optické povlaky vykazujúce vyššiu odrazivosť pri určitých vlnových dĺžkach a antireflexné pri dlhších rozsahoch umožňujú výrobu dichroických tenkovrstvových filtrov.

Typ povlaku

Odraz vs. krivky vlnovej dĺžky pri normálnom výskyte pre hliníkové (Al), strieborné (Ag) a zlaté (Au) kovové zrkadlá

Najjednoduchšie optické povlaky sú tenké kovové vrstvy, ako je hliník, ktoré sa nanášajú na sklenený substrát, aby vytvorili sklenený povrch, proces nazývaný striebrenie.Použitý kov určuje odrazové vlastnosti zrkadla;hliník je najlacnejší a najbežnejší povlak, ktorý poskytuje približne 88% až 92% odrazivosť vo viditeľnom spektre.Drahšie je striebro, ktoré má 95% – 99% odrazivosť aj vo vzdialenej infračervenej oblasti, ale má zníženú odrazivosť (<90%) v modrej a ultrafialovej spektrálnej oblasti.Najdrahšie je zlato, ktoré je plne infračervené.Ponúka vynikajúcu odrazivosť (98 % – 99 %), ale obmedzenú odrazivosť pri vlnových dĺžkach menších ako 550 nm, výsledkom čoho je výrazná zlatá farba.

Riadením hrúbky a hustoty kovového povlaku možno znížiť odrazivosť a zvýšiť priepustnosť povrchu, výsledkom čoho je polostrieborné zrkadlo.Tie sa niekedy používajú ako „jednosmerné zrkadlá“.

Ďalším hlavným typom optického povlaku je dielektrický povlak (to znamená použitie materiálov s rôznymi indexmi lomu ako substrátu).Pozostávajú z tenkých vrstiev materiálov, ako je fluorid horečnatý, fluorid vápenatý a rôzne oxidy kovov, ktoré sú nanesené na optických substrátoch.Starostlivým výberom presného zloženia, hrúbky a počtu týchto vrstiev možno vyladiť odrazivosť a priepustnosť povlaku tak, aby sa dosiahla prakticky akákoľvek požadovaná vlastnosť.Koeficient odrazu povrchu môže byť znížený pod 0,2 %, výsledkom čoho je antireflexný (AR) povlak.Naproti tomu pri vysokoodrazových (HR) povlakoch sa dá odrazivosť zvýšiť na viac ako 99,99 %.Úroveň odrazivosti môže byť tiež nastavená na konkrétnu hodnotu, napríklad na vytvorenie zrkadla, ktoré odráža 90 % v určitých rozsahoch vlnových dĺžok a prepúšťa 10 % svetla, ktoré naň dopadá.Takéto zrkadlá sa bežne používajú ako výstupné spojky v rozdeľovačoch lúčov a laseroch.Alternatívne môže byť povlak navrhnutý tak, že zrkadlo odráža len úzky pás vlnových dĺžok, čím sa vytvorí optický filter.

Všestrannosť dielektrických povlakov viedla k ich použitiu v mnohých vedeckých optických prístrojoch, ako sú lasery, optické mikroskopy, refraktorové teleskopy a interferometre, ako aj v spotrebiteľských zariadeniach, ako sú ďalekohľady, okuliare a fotografické šošovky.

Dielektrické vrstvy sa niekedy nanášajú na kovové fólie, aby poskytli ochrannú vrstvu (ako je oxid kremičitý na hliníku) alebo aby sa zvýšila odrazivosť kovového filmu.Kovové a dielektrické kombinácie sa tiež používajú na vytváranie pokročilých povlakov, ktoré sa nedajú vyrobiť iným spôsobom.Príkladom je takzvané „dokonalé zrkadlo“, ktoré vykazuje vysoký (ale nedokonalý) odraz s nezvyčajne nízkou citlivosťou na vlnovú dĺžku, uhol a polarizáciu.