پوشش نوری

پوشش نوری

پوشش نوری یک لایه نازک یا لایه‌هایی از مواد است که بر روی یک عنصر نوری مانند عدسی یا آینه قرار می‌گیرد و نحوه انعکاس و انتقال نور عنصر نوری را تغییر می‌دهد.یکی از انواع پوشش های نوری، پوشش ضد انعکاس است که بازتاب های ناخواسته از سطوح را کاهش می دهد که معمولاً روی عینک ها و لنزهای دوربین استفاده می شود.نوع دیگر پوشش بسیار بازتابنده است که می تواند برای تولید آینه هایی استفاده شود که بیش از 99.99 درصد نور را منعکس می کنند.پوشش‌های نوری پیچیده‌تر که بازتاب بالاتری در طول‌موج‌های خاص و ضد انعکاس در محدوده‌های طولانی‌تر نشان می‌دهند، امکان تولید فیلترهای لایه نازک دو رنگی را فراهم می‌کنند.

نوع پوشش

انعکاس در مقابل منحنی های طول موج در بروز عادی برای آینه های فلزی آلومینیوم (Al)، نقره (Ag) و طلا (Au)

ساده‌ترین پوشش‌های نوری، لایه‌های فلزی نازکی مانند آلومینیوم هستند که روی یک زیرلایه شیشه‌ای قرار می‌گیرند تا سطح شیشه را تشکیل دهند، فرآیندی که به آن نقره‌کاری می‌گویند.فلز مورد استفاده خواص بازتابی آینه را تعیین می کند.آلومینیوم ارزان‌ترین و رایج‌ترین پوشش است که تقریباً 88 تا 92 درصد بازتاب را در طیف مرئی ایجاد می‌کند.نقره گران‌تر است، که بازتابش 95% تا 99% حتی در مادون قرمز دور دارد، اما بازتابش را در نواحی طیفی آبی و فرابنفش کاهش می‌دهد (<90%).گرانترین آنها طلا است که مادون قرمز کامل است.انعکاس عالی (98٪ - 99٪)، اما بازتاب محدود در طول موج های کمتر از 550 نانومتر، که منجر به یک رنگ طلایی متمایز می شود.

با کنترل ضخامت و چگالی پوشش فلزی، می توان انعکاس پذیری را کاهش داد و گذردهی سطح را افزایش داد و در نتیجه یک آینه نیمه نقره ای به وجود آمد.اینها گاهی اوقات به عنوان "آینه یک طرفه" استفاده می شوند.

نوع اصلی دیگر پوشش نوری، پوشش دی الکتریک است (یعنی استفاده از مواد با ضریب شکست متفاوت به عنوان زیرلایه).آنها از لایه های نازکی از مواد مانند فلوراید منیزیم، فلوراید کلسیم و اکسیدهای فلزی مختلف تشکیل شده اند که بر روی بسترهای نوری رسوب می کنند.با انتخاب دقیق ترکیب، ضخامت و تعداد این لایه‌ها، می‌توان انعکاس و قابلیت عبور پوشش را تنظیم کرد تا عملاً هر خاصیت دلخواه را ایجاد کند.ضریب انعکاس سطح را می توان به زیر 0.2٪ کاهش داد و در نتیجه یک پوشش ضد انعکاس (AR) ایجاد کرد.در مقابل، با پوشش های بازتابی بالا (HR)، بازتاب را می توان به بیش از 99.99٪ افزایش داد.سطح انعکاس را نیز می توان به یک مقدار خاص تنظیم کرد، به عنوان مثال، برای تولید آینه ای که 90٪ در محدوده های طول موج خاصی منعکس می شود و 10٪ از نوری که روی آن می افتد را منتقل می کند.چنین آینه هایی معمولاً به عنوان جفت کننده خروجی در تقسیم کننده های پرتو و لیزر استفاده می شوند.روش دیگر، پوشش را می توان به گونه ای طراحی کرد که آینه تنها یک نوار باریک از طول موج را منعکس کند و یک فیلتر نوری ایجاد کند.

تطبیق پذیری پوشش های دی الکتریک منجر به استفاده از آنها در بسیاری از ابزارهای نوری علمی مانند لیزرها، میکروسکوپ های نوری، تلسکوپ های شکستی و تداخل سنج ها و همچنین وسایل مصرفی مانند دوربین های دوچشمی، عینک و لنزهای عکاسی شده است.

لایه‌های دی‌الکتریک گاهی بر روی فیلم‌های فلزی اعمال می‌شوند تا یک لایه محافظ (مانند دی اکسید سیلیکون روی آلومینیوم) یا برای افزایش بازتاب فیلم فلزی ایجاد کنند.از ترکیب فلزات و دی الکتریک نیز برای ایجاد پوشش های پیشرفته استفاده می شود که به روش دیگری قابل تولید نیستند.یک مثال به اصطلاح "آینه کامل" است که انعکاس زیاد (اما ناقص) با حساسیت غیرمعمول کم به طول موج، زاویه و قطبش را نشان می دهد.