Optische coating

Optische coating

Een optische coating is een dunne laag of lagen materiaal die is aangebracht op een optisch element, zoals een lens of spiegel, die de manier verandert waarop het optische element licht reflecteert en doorlaat.Een type optische coating is een antireflectiecoating, die ongewenste reflecties van oppervlakken vermindert, die vaak worden gebruikt op brillen en cameralenzen.Een ander type is een sterk reflecterende coating, waarmee spiegels kunnen worden gemaakt die meer dan 99,99% van het licht reflecteren.Complexere optische coatings die een hogere reflectie vertonen bij bepaalde golflengten en antireflectie op grotere afstanden, maken de productie van dichroïsche dunne-filmfilters mogelijk.

Coatingtype

Reflectie versus golflengtekrommen bij normale incidentie voor aluminium (Al), zilver (Ag) en goud (Au) metalen spiegels

De eenvoudigste optische coatings zijn dunne metaallagen, zoals aluminium, die op een glassubstraat worden afgezet om het glasoppervlak te vormen, een proces dat verzilvering wordt genoemd.Het gebruikte metaal bepaalt de reflecterende eigenschappen van de spiegel;aluminium is de goedkoopste en meest voorkomende coating, met een reflectie van ongeveer 88% -92% in het zichtbare spectrum.Duurder is zilver, dat zelfs in het verre infrarood een reflectie van 95% -99% heeft, maar een verminderde reflectie (<90%) in de blauwe en ultraviolette spectrale gebieden.De duurste is goud, dat is volledig infrarood.Biedt uitstekende (98%–99%) reflectie, maar beperkte reflectie bij golflengten van minder dan 550 nm, wat resulteert in een kenmerkende gouden kleur.

Door de dikte en dichtheid van de metaalcoating te regelen, kan de reflectiviteit worden verminderd en de doorlaatbaarheid van het oppervlak worden verhoogd, wat resulteert in een halfzilveren spiegel.Deze worden soms gebruikt als "eenrichtingsspiegels".

Een ander belangrijk type optische coating is de diëlektrische coating (dat wil zeggen het gebruik van materialen met verschillende brekingsindices als substraat).Ze bestaan ​​uit dunne materiaallagen, zoals magnesiumfluoride, calciumfluoride en verschillende metaaloxiden, die op optische substraten worden afgezet.Door zorgvuldig de precieze samenstelling, dikte en het aantal van deze lagen te kiezen, kunnen de reflectiviteit en transmissie van de coating worden afgestemd om vrijwel elke gewenste eigenschap te produceren.De reflectiecoëfficiënt van het oppervlak kan worden teruggebracht tot minder dan 0,2%, wat resulteert in een antireflectiecoating (AR).Met hoogreflecterende (HR) coatings daarentegen kan de reflectiviteit worden verhoogd tot meer dan 99,99%.Het reflectieniveau kan ook worden aangepast aan een specifieke waarde, bijvoorbeeld om een ​​spiegel te produceren die 90% reflecteert in bepaalde golflengtebereiken en 10% van het licht doorlaat dat erop valt.Dergelijke spiegels worden vaak gebruikt als uitvoerkoppelingen in bundelsplitsers en lasers.Als alternatief kan de coating zo worden ontworpen dat de spiegel slechts een smalle golflengteband reflecteert, waardoor een optisch filter ontstaat.

De veelzijdigheid van diëlektrische coatings heeft ertoe geleid dat ze worden gebruikt in veel wetenschappelijke optische instrumenten zoals lasers, optische microscopen, refractortelescopen en interferometers, evenals in consumentenapparatuur zoals verrekijkers, brillen en fotografische lenzen.

Diëlektrische lagen worden soms over metaalfilms aangebracht om een ​​beschermende laag te vormen (zoals siliciumdioxide op aluminium), of om de reflectiviteit van de metaalfilm te vergroten.Metaal- en diëlektrische combinaties worden ook gebruikt om geavanceerde coatings te maken die op geen enkele andere manier kunnen worden geproduceerd.Een voorbeeld is de zogenaamde "perfecte spiegel", die een hoge (maar onvolmaakte) reflectie vertoont met een ongewoon lage gevoeligheid voor golflengte, hoek en polarisatie.