增透膜的原理教程文件

解：驾驶员观察到反射光中干涉加强现象：
反2n2ek,2nk2e, k1,1 2n2e21.204601104(nm)760nm,红外线 k2,2 n2e1.20460552(nm),绿光 k=3,3 23n2e315.4(nm)400nm,紫外线 驾驶员观察到油膜呈绿色。
n1 n2 n3
n1 i 0
反 2e
n22
n12
sin2
i
2
k，k 1，2， 干涉加强为明条纹
2k
1，k
2
0， 1，2，
干涉减弱为暗条纹
反是薄膜厚度e和入射角i的函数,
当i一定时称为等倾干涉; 当e一定时称为等厚干涉
一、镀膜的原因
光在空气和玻璃界面每次反射光能量占入射总能量的 4%，透射光能量为96%。
1、一片玻璃两次反射：
例题： 已知MgF2折射率为1.38，选择让可见光中波长为
552nm的绿光透射加强，试设计眼镜片上所镀MgF2膜层 的最小厚度。
解：当反射光干涉相消时，光程差为半波长的奇数倍：
反 2n2e2k1 2,k0,1 ,2 其 膜 层 厚 度 公 式 : e(2 k 1 )， 3 ， L
4 n 2 4 n 24 n 2
n1 1.00
e n2 1.38
玻璃
n3 1.50
因为 n1n2n3，反射光在两 均个 有界 半面 波上
镀膜后 ，上下表面反射光均发生半波损失， 无附加光程差，干涉情况满足：
反 2n2e k，k 1， 2， 干涉加强为明条纹
2k12，k 0， 1， 2， 干涉减弱为暗条纹
当发射光干涉减弱即代表此时透射光干涉增强。
眼镜片
如果镜片表面不镀增透膜： 1、前反光，会使别人看戴镜者时，镜面一片白光，尤其在照 相时，这种反射光会严重影响照片的质量； 2、后反光，会产生眩光，降低视物的对比度和舒适性； 3、内反光，会产生虚像，影响视物的清晰度。
因此，镀膜后的镜片对视觉有明显改善效果。
照相机
照相机镜头上都要求镀增透膜，一般选择 对可见光中光能量最强、人眼最敏感的中央 波长552nm的绿光达到透射增强、反射相 消，所以绿光几乎全部透射。而远离 552nm的紫光和红光不能完全反射相消， 反射光就呈紫红色，这就是我们平常所看到 的照相机镜头的颜色。
增透膜
重点
增透膜的原理
难点
干涉相消和干涉相长的条件、半波损失
回顾薄膜干涉
1
23
n2 n1
n2 n3
No S a
n1
n2 e
Ibmagen 3
半波损失：
光从折射率较小的介质入射到折射率较大的介质表面时，反 射光在入射点发生的相位跃变，即光程有半个波长的突变。
n3
反射光2和3发Baidu Nhomakorabea干涉实际光程差：
n2
e
n3
思考：若派一名潜水员潜入该海域从下向上观察，他所正对油膜呈
现什么颜色？ （紫红色）
作业布置:
P175 17-5,17-6,17-7
取 k 0 ,e5 5 2 1 0 0 n m 0 .1 m
4 n 2 4 1 .3 8
三、增透膜的应用
（1）生活中的应用
---眼镜片
（2）生产中的应用
---照相机
（3）军事中的应用
---隐形飞机
孔雀羽毛
孔雀开屏五彩缤纷、艳丽夺目，是因为羽 毛上覆盖一层薄薄的角质层，且厚度不均匀。 与增反膜相似，某一厚度处会对某一波长的 光反射增强，如当蓝光反射干涉加强处就呈 现蓝色羽毛，而且蓝色更加鲜艳。
I透 0.962I入 0.92I入
2、普通显微镜有六片透镜十二次反射：
I透 0.9612I入 0.60I入
3、航空照相机有十片透镜二十次反射：
I透 0.9620I入 0.40I入
4、越精密的光学仪器由更多透镜组成：
I透 0
二、增透膜的原理
考虑光线垂直入射i=0
1 23 n1n2n3
增透膜
空气
MgF2
增透膜也称抗反射膜
-- -- ---能使光学元件减少因反射而损失的光能，从 而增加透射光强度的薄膜。
增透膜层介质一般采用 MgF2 ，镀膜的效 果可使单次反射光能量由4%降低到1%，透光 率则由96%提高到99%。
如航空照相机镀膜前： I透 0 .92 6 I0 入 0 .4I入 0
镀膜后： I透 0 .92 9 I0 入 0 .8I入 0
隐形飞机
如果在飞机表面镀增透膜，使之对雷达 接受系统最敏感的光波反射相消，透射增 强被机身吸收，雷达就捕捉不到反射回来 的信号，对飞机就可以起到隐身侦察的作 用。
例题：一油轮漏油（折射率n2=1.20）污染了某海域，在海水 （折射率为n3=1.30）表面形成一层厚度为460nm的薄薄油膜， 太阳正位于该海域正上空。 一直升飞机驾驶员从机上向下观 察，他所正对油膜呈什么颜色？