谈谈显微镜光学镀膜的相关知识
影响一面透镜的透过率有许多成因。加工精度不足的颗粒感会造成入射光的漫射,降低镜片的透光率。透镜本身的折射率高低不同,短波透过率也自然不同。还有就是镀膜了,今天来谈谈显微镜光学镀膜的相关知识,让大家有一些更深刻的认识。
很可惜的是大自然里本来就存在的缺陷。当入射光穿过不同的介质时,就一定会发生反射与折射的问题。若是我们垂直入射材质的话,我们可以定义出反射率与穿透率。
很多人会好奇地问:
一片完美且无镀膜玻璃的透光度应该有多少?既然无镀膜的玻璃透光度不好,那加上几层镀膜后,透光率应该更差才是?
减反射镀膜最早是镜头上开发出来的。借用个双高斯镜头组设计Planar 由4组6片组合(后来演化成7片6组)而成,初期无法解决眩光问题。直到1950年蔡司推出了减反膜之后,才得以快速发展(查到个专利图片)。可以粗略做个计算,即使不考虑吸收的情况下,如果每个面的透光率有98%,12个界面后透光则变为了 78%。即使单界面99%也只能达到89%的光学系统透光率。这样对于成像质量的影响可想而知。在这个基础上进一步的开发了应用在镜片上的减反射镀膜。
根据电磁学的基本理论里,提到对于不同介质的透射与反射。
若是由介质n1垂直入射至n2
反射率=[(n2-n1)/(n1+n2)]2
穿透率=4n1n2/(n1+n2)2
范例
若是空气的折射率是1.0,镀膜的折射率nc(例如:1.5),玻璃的折射率n(例如:1.8)
(1)由空气直接进入玻璃
穿透率=4×1.0×1.8/(1+1.8)2=91.84%
(2)由空气进入镀膜后再进入玻璃
穿透率=[4×1.0×1.5/(1+1.5)2]×[4×1.5×1.8/(1.5+1.8)2]=95.2%
通过上述谈谈显微镜光学镀膜的相关知识,可见有镀膜的玻璃会增加透光度。此外由此公式,我们可以计算光线穿透镜片的两面,发现即使一片完美的透镜(折射率1.8),其透光度约为85%左右。若加上一层镀膜(折射率1.5),则透光度可达91%。可见光学镀膜的重要性。