Оптика тонких плёнок
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 [math]\displaystyle{ n_1 }[/math] под углом [math]\displaystyle{ \theta_1 }[/math] на вещество с показателем преломления [math]\displaystyle{ n_3 }[/math], покрытую тонкой плёнкой с показателем преломления [math]\displaystyle{ n_2 }[/math] и толщиной [math]\displaystyle{ h }[/math], то при оптической толщине плёнки [math]\displaystyle{ H = n_2 h }[/math]
- [math]\displaystyle{ H = \frac{\lambda}{4 \cos \theta_2}, \quad \frac{3\lambda}{4 \cos \theta_2}, \quad \frac{5\lambda}{4 \cos \theta_2}, \ldots }[/math]
- [math]\displaystyle{ R = \left( \frac{r_{12} - r_{23}}{1 - r_{12}r_{23}} \right)^2, }[/math]
где [math]\displaystyle{ r_{12} }[/math] — коэффициент отражения на грани сред 1 и 2, и для нормального падения
- [math]\displaystyle{ R = \left( \frac{n_1 n_3 - n_2^2}{n_1 n_3 + n_2^2} \right)^2. }[/math]
Отсюда видно, что коэффициент отражения можно сделать нулевым, если подобрать материалы так, чтобы [math]\displaystyle{ n_1 n_3 = n_2^2 }[/math]. 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 [math]\displaystyle{ n_2^2 \gg n_1 n_3 }[/math], то коэффициент отражения становится близким к единице, что можно использовать для изготовления зеркал.
