Оптика тонких плёнок

Дихроические фильтры создаются при помощи покрытия тонкими плёнками

О́птика то́нких плёнок Тонкие плёнки, нанесённые 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 плёнки 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

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 плёнкой с показателем преломления $n_2$ и толщиной $h$, то при оптической толщине плёнки $H=n_{2}h$

$H=\frac{\lambda }{4\cos {\theta }_2},\frac{3\lambda }{4\cos {\theta }_2},\frac{5\lambda }{4\cos {\theta }_2},\dots$

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 ещё необходимо, чтобы плёнка 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

• Просветление оптики
• Эффект Смакулы
• Тонкие плёнки