Оптика тонких слоёв

раздел оптики (См. Оптика). В О. т. с. изучается прохождение света через один или последовательно через несколько непоглощающих слоев вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны. Специфика О. т. с. заключается в том, что в ней определяющую роль играет Интерференция светамежду частично отражаемыми на верхних и нижних границах слоев световыми волнами. В результате интерференции происходит усиление или ослабление проходящего или отражаемого света, причём этот эффект зависит от вносимой оптической толщиной (См. Оптическая толщина) слоев разности хода (См. Разность хода)лучей, длины волны (или набора длин волн) света, угла его падения и т.д. Тонкие слои могут быть образованы на массивной подложке из стекла, кварца или др. оптической среды с помощью термического испарения вещества и его осаждения на поверхность подложки, химического осаждения, катодного распыления (См. Катодное распыление) или химических реакций материала подложки с выбранным веществом. Для получения таких слоев используют различные окислы: Al₂O₃ (1,59), SiO₂ (1,46), TiO₂ (2,2—2,6); фториды: MgF₂ (1,38), CaF₂ (1,24), LiF (1,35); сульфиды: ZnS (2,35), CdS (2,6); Полупроводники Si (3,5), Ge (4,0), а также некоторые др. соединения. (В скобках указаны преломления показатели (См. Преломления показатель)веществ.)

Одно из важнейших практических применений О. т. с. — уменьшение отражательной способности поверхностей оптических деталей (линз, пластин и пр.). Подробно об этом см. в ст. Просветление оптики.Нанося многослойные покрытия из большого (13—17 и более) числа чередующихся слоев с высоким и низким n, изготовляют зеркала с большим Отражения коэффициентом, обычно в сравнительно узкой спектральной области, но не только в диапазоне видимого света, а и в УФ и ИК диапазонах (см. Зеркало). Коэффициент отражения таких зеркал (50—99,5%) зависит как от длины волны, так и от угла падения излучения. С помощью многослойных покрытий разделяют падающий свет на прошедший и отражённый практически без потерь на поглощение; на этом принципе созданы эффективные светоделители (полупрозрачные зеркала). Системы из чередующихся слоев с высоким и низким n используют и как интерференционные поляризаторы, отражающие составляющую света, поляризованную перпендикулярно плоскости его падения (последняя проходит через направление светового луча и нормаль к поверхности), и пропускающие параллельно поляризованную составляющую (см. Поляризационные приборы,Поляризация света). Степень поляризации в проходящем свете достигает для многослойных поляризаторов 99%. О. т. с. позволила создать получившие широкое распространение интерференционные Светофильтры, полоса пропускания которых может быть сделана очень узкой — существующие многослойные светофильтры выделяют из спектральной области шириной в 500 нм интервалы длин волн 0,1—0,15 нм. Тонкие диэлектрические слои применяют для защиты металлических зеркал от коррозии и при исправлении аберраций линз и зеркал (см. Аберрации оптических систем). О. т. с. лежит в основе многих других оптических устройств, измерительных приборов и спектральных приборов (См. Спектральные приборы) высокой разрешающей способности. Светочувствительные слои Фотокатодов и Болометров по большей частью представляют собой тонкослойные покрытия, эффективность которых существенно зависит от их оптических свойств. О. т. с. широко применяется в Лазерах и усилителях света (например, при изготовлении интерферометров Фабри – Перо; см. Интерферометр), при создании дихроичных зеркал, используемых в цветном телевидении (См. Цветное телевидение), в интерференционной микроскопии (см. Микроскоп) и т.д. См. также Ньютона кольца,Полосы равного наклона,Полосы равной толщины.

Лит.: Просветление оптики, под ред. И. В. Гребенщикова, М. — Л., 1946; Розенберг Г. В., Оптика тонкослойных покрытий, Л., 1958; Крылова Т. Н., Интерференционные покрытия, Л., 1973.

Л. Н. Капорский.

ОПТИКА ТОНКИХ СЛОЕВ - раздел оптики, в котором изучается прохождение света через один или последовательно через несколько слоев слабо поглощающего вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны ?. Важнейшее применение оптики тонких слоев - уменьшение отражательной способности поверхностей оптических деталей (см. Просветление оптики).

ОПТИКА ТОНКИХ СЛОЕВ

раздел физ. оптики, в к-ром изучается прохождение света через один или последовательно через неск. непоглощающих слоев в-ва, толщина к-рых соизмерима с длиной световой волны. Специфика О. т. с. заключается в том, что в ней определяющую роль играет интерференция света между световыми волнами, частично отражёнными от верхних и нижних границ слоев. В результате интерференции происходит усиление или ослабление проходящего или отражаемого света, причём эффект зависит от вносимой оптической толщиной слоев разности хода лучей, длины волны (или набора длин волн) света, угла его падения и т. д.

Тонкие слои могут быть образованы на массивной подложке из стекла, кварца или др. оптич. среды с помощью термич. испарения в-ва и его осаждения на поверхность подложки, хим. осаждения, катодного распыления или хим. реакций материала подложки с выбранным в-вом. Для получения таких слоев используют (в скобках указаны показатели преломления в-в): окислы — Аl2О3 (1,59), SiO2, (1,46), TiO2 (2,2—2,6); фториды — MgF2 (1,38), CaF2 (1,24), LiF (1,35); сульфиды — ZnS (2,35), CdS (2,6); нек-рые др. соединения; полупроводники — Si (3,5), Ge (4,0).

Одно из важнейших практич. применений О. т. с.— уменьшение отражат. способности поверхностей оптич. деталей (линз, пластин и пр.; подробнее см. в ст. (см. ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ)). Нанося многослойные покрытия из большого (13—17 и более) числа чередующихся слоев с высоким и низким n, изготовляют зеркала с большим отражения коэффициентом, обычно в сравнительно узкой спектр. области (не только в диапазоне видимого света, но и в УФ и ИК диапазонах). Коэфф. отражения таких зеркал (50—99,5%) зависит как от длины волны, так и от угла падения. С помощью многослойных покрытий разделяют падающий свет на прошедший и отражённый практически без потерь на поглощение; на этом принципе созданы эфф. с в е т о д е л и т е л и (полупрозрачные зеркала). Системы из чередующихся слоев с высоким и низким n используют и как интерференц. поляризаторы, отражающие составляющую света, поляризованную перпендикулярно плоскости его падения, и пропускающие параллельно поляризованную составляющую. Степень поляризации в проходящем свете достигает для многослойных поляризаторов 99%. О. т. с. позволила создать получившие широкое распространение интерференц. светофильтры, полоса пропускания к-рых может быть сделана очень узкой — существующие многослойные светофильтры выделяют из спектр. области шириной в 500 нм интервалы длин волн 0,1—0,15 нм. Тонкие диэлектрич. слои применяют для защиты металлич. зеркал от коррозии и при исправлении аберраций линз и зеркал (см. АБЕРРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ). О. т. с. лежит в основе многих других оптич. устройств, измерит. приборов и спектр. приборов высокой разрешающей способности. Светочувствит. слои фотокатодов и болометров б. ч. представляют собой тонкослойные покрытия, эффективность к-рых существенно зависит от их оптич. св-в. О. т. с. применяется в лазерах и квант. усилителях света; при создании приборов высокого разрешения (напр., при изготовлении интерферометров Фабри — Перо); при изготовлении дихроичных зеркал, используемых в цветном телевидении; в интерференц. микроскопии (см. МИКРОСКОП) и т. д. К эффектам О. т. с. относятся также Ньютона кольца, Полосы равного наклона, Полосы равной толщины.

о́птика то́нких слоёв

раздел оптики, в котором изучается прохождение света через один или последовательно через несколько слоёв слабо поглощающего вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны λ. Важнейшее применение оптики тонких слоёв — уменьшение отражательной способности поверхностей оптических деталей (см. Просветление оптики).

* * *

О́ПТИКА ТО́НКИХ СЛОЕВ, раздел оптики, в котором изучается прохождение света через один или последовательно через несколько слоев слабо поглощающего вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны l. Важнейшее применение оптики тонких слоев — уменьшение отражательной способности поверхностей оптических деталей (см. Просветление оптики(см. ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ)).

раздел оптики, в к-ром изучается прохождение света через один или последовательно через неск. слоев слабо поглощающего в-ва, толщина к-рых соизмерима с длиной световой волны X. Важнейшее применение О. т. с.- уменьшение отражат. способности поверхностей оптич. деталей (см. Просветление оптики).