浅谈望远镜镀膜重要性

一．望远镜镀膜的根本概念光芒透过望远镜的光学玻璃透镜时，在先后氛围外面时都有一部分光被反射，反射光量与 镜片的折射率无关，以折射率为1.5的钡冕光学玻璃为例，前外面反射光约为4%，后外面的反射光约为3.8%。在不考虑接收的环境下，透光率为 92.2%。假如有六个透镜，将有50%或许更多的光芒被反射。减反增透是一项接洽慎密但互相自力的事情，纵然不增透也要减反，由于反光强不只会使成像昏暗，更主要的是镜片外面和镜筒内镜片间的反射会构成的重大眩光和重影低落风物的对比度，滋扰察看。这也是为何不克不及用强反射镀膜配大口径物镜来改良亮度的缘故原由。在 镜面上镀上一层减反增透膜，能削减了杂散眩光和重影，增长光的透射率，从而进步成像品质和亮度。一具望远镜均匀有10-16个玻璃―氛围介面，好比采纳双 胶合目镜、普罗棱镜、凯尔纳目镜、阿贝尔目镜或普罗素目镜的望远镜有10个界面；采纳异样目镜和棱镜，然则采纳5片3组或6片4组爱乐弗目镜的望远镜分离有12或14个界面；抉择双分离物镜，6片4组广角目镜的大口径高倍望远镜有16个界面。产业上平日请求10个阁下氛围―玻璃外面的光学仪器有82%以上 的透光率，12-16个外面的仪器有75%以上的透光率。现实工艺*作中，一样平常还要留10%的余量。二． 望远镜镀膜对通光率的影响事实上镀膜镜头的外面反射由镀膜厚度惹起的光干预反射和有折射率惹起的天然反射两个身分配合影响。根 据干预实践，两束同频、等幅的光波沿着统一门路流传时，假如的位相差半波长的偶数倍，合振幅为100%，这时候照耀在介质外面的光被完整反射；而当位相差半 波长的奇数倍，合振幅为0，这时候由于干预征象惹起的反射最小，介质外面的反射最靠近由其折射率决定的天然反射程度。减反膜利用了干预道理，使镀膜的外面上的反射光和入射光干预对消来低落由于光波干预构成的反光强度。由于光芒在光密界质―镀膜中的流传速率小于氛围中流传速率，设 nc 为光学膜面的折射率：当光程差=（2n+1）λ/4nc时会构成镀膜外面该波长的反射光对消，同时反射光的色彩向λ波长光的补色转变。光学镜片的透光率受氛围和介质的折射率影响，设氛围折射率为na介质折射率为ng，光芒垂直入射，经由过程如下公式能够盘算光学镜片的反射率和透光率：反射率＝[ (ng－na) / (ng+na) ]2透光率＝4×na×ng / (na+ng)2镀膜介质的透光率为：镀膜介质的透光率=[ 4×na×nc / ( na+nc )^2] × [ 4×nc×ng / ( nc+ng)^2]由上可知，镜片的折射率越低反射率就越低，利用折射率小于镜片的折射率的光学镀膜能够增长透光率。且当 nc0一、镜头镀减反增透膜（c）在 物镜或物镜和目镜外面镀单层减反增透膜叫镜头镀膜。镀膜折射率小于镜片的折射率时，当nc=√ng而且镀膜厚度为光在膜层中波长的1/4的奇数倍时 d=λ/4nc，对付波长为λ的垂直入射光能完整打消反射。以是对付ng = 1.5 的钡冕光学玻璃，能够容易地盘算出镀膜的最佳厚度，最佳折射率为1.22。然则折射率如许小的镀膜资料不容易找到，以是一样平常都用折射率为1.38的氟化镁制 单层减反增透膜，对付ng = 1.5 的钡冕光学玻璃能在λ上获得1.3%和均匀约1.5%的反射率，但对付折射率较高的光学玻璃，单层二氟化镁――MgF2已能达到很好的减反增透后果。从三棱镜分光道理可知，光学玻璃对分歧波长的光芒的折射率是分歧的。望远镜常用的钡冕光学玻璃对长波红光的折射率显著小于对短波蓝光的折射率，以是对红光的折射率更靠近抱负折射率，光学玻璃对长波光有方向透过的特征。根 据干预道理，中间波长λ的镀膜对该波长的光的减副感化最佳，但在其余波长上这时候照耀在介质外面的光的相位相差再也不是半波长的奇数倍，而渐渐靠近半波长的偶数倍，反射丧失渐渐增长。以是只需阔别镀膜中间波长纵然在介质方向增透的长波方向上也不克不及达到抱负的增透后果。以上两个身分的配合感化转变了镀膜镜头对色彩的复原特征，构成了单层镀膜偏色的特征。然则由于消色镜头中火石玻璃的对方向透过性副感化，中间波长的抉择构成的影响是主要的。三．望远镜镀膜对色彩复原的进步除 了进步的光透过率，减反膜还应该有中性的色彩复原。为了计划色彩复原中性的单层减反膜的，一样平常中间波长抉择在480nm-540nm的蓝―青色光段，而且 以480nm-520nm为多。由于加之光学玻璃对光的接收，在短波处光芒丧失比拟大，为均衡色彩，单层减反膜的中间波长都只管即便偏短，只管即便少反射丧失短波光。然则中间波是非于460nm，目视很难分辩膜色的中间波长差别，以是比460nm短的单层膜中间波长一样平常不采纳。如不考虑色彩身分，中间波长可选 550nm的黄绿光，理由是人眼对这一波长的光芒最敏感，而且这一波段波长较长对尘土和薄雾有较强的穿透力。但同时这种环境下短波光在镜头漫反射比拟严重，进入光路后会重大低落气象的对比度，构成重大的灰雾征象。为了过滤短波杂光，常在光路中工资利用黄玻璃过滤蓝色杂光。四．望远镜镀膜的分类今朝望远镜的市场异常凌乱，许多小的厂家给的镀膜目标都是随意写的。这在购置望远镜时，必需异常留意。1.全外面单层镀膜（FC）一切打仗氛围的玻璃外面都镀了单层减反增透膜。假如在一切的氛围介面上都镀上单层减反增透膜，会在一个波段上获得更高的透光率。为便利工艺，在全外面单层减反膜的计划中，某一片的二个面中间波长平日同等。2.多层减反增透膜和宽带膜（MC）单 层膜的残剩反射率仍显高，偏色征象比拟重大。要进一步进步透光率，可用双层Ｖ形增透膜，用第一层镀膜节制镜片的反射率，第二层镀膜改良光透射率。对付单层氟化镁膜，光学玻璃的折射率ng是过低，可先镀一层厚度为λc2/4（λc2为光在镀膜中的波长）的折射率大于镜片折射率的一氧化硅膜（折射率为 nc2），这时候薄膜和基片的组合体系能够用一折射率为v=nc2^2/ng的设想基片来进步镜片的折射率，而后镀上一层λc1/4氟化镁膜层来削减反射率。但对付偏离λ的波长，不克不及等价也不克不及满意干预相消的前提，故分光曲线呈Ｖ形，色彩仍不均衡。要进一步消 除彩斑幻象，均衡色彩可用双层或多层Ｗ形宽带减反增透膜，多层减反增透膜系复原实在色彩，并非请求镜片在可见光(370nm―680nm)光谱范围内透 过率同等。而是请求在蓝、绿、红光（370nm―480nm、500-550nm、580nm―680nm）三个通道经由过程的光芒正好能够分解尺度的白光。 这种膜系的反射率曲线在520nm-540nm区间构成一个0.8%阁下的反射峰，在440nm和640nm处有二个反射谷，外形像W曲线，以是叫W形减 反增透膜。这种膜系的反光为翠绿色以是也称减反绿膜。多层减反增透膜在工艺上一样平常有如下特色：1、一样平常在镜头的第一片的第二面或第二片上镀多层减反膜，以增长装潢后果。多层宽带减反增透膜以翠绿色较多，比拟雅观。2、一样平常在曲率半役较大的外面上镀多层膜，以便在工艺上使多层膜的膜色包管均匀。3、一样平常在低折射率资料的镜片上镀膜。对单层减反膜而言，低折射率基底的减反后果不如高折射率基底的减反后果。而对多层膜而言，多层膜的计划能够在分歧折射率基底的资料上完成险些相近的减反后果。4、 依据履历，镀膜面数在16个阁下时，选用2个面镀多层膜；镀膜面数在10个阁下时，选用一个面镀多层膜便可根本满意技巧请求。选用多层减反膜，一样平常在同牌号的玻璃，或折射率靠近的分歧基底上实行。如许能够只计划一种多层膜膜系。更重要的是，从工艺实行上更加便利，从品质包管上更加无利。3.全外面多层镀膜（FMC）即 在一切打仗氛围的玻璃外面都有多层减反增透镀膜，是最佳的镀膜。采纳全外面多层宽带镀膜的望远镜具备最佳的透光率，视线豁亮；色彩复原均衡实在；镜头反光很少，很好地节制了眩光和重影，纵然在逆光或豁亮配景下也能很容易地看清晰暗影里的物体。然则工艺繁杂价钱低廉，仅利用在高级的品种上。千元之内的望远镜，由于本钱缘故原由是不可能采纳全外面多层镀膜FMC的，以是，这与这种价位的望远镜，假如说是FMC，那一样平常来说都是假的。随 着望远镜技巧的成长，FMC镀膜方法在近年得到了飞速的成长，各大品牌都推出了其独家的镀膜技巧，此中尤以美国博士能的PC-3镀膜技巧最为著名。博 士能PC-3镀膜技巧，是博士能在2009年推出的，推出昔时就响彻环球，PC-3镀膜采纳超乎设想的60层镀膜，大大地进步了望远镜的亮度，对比度和分 辨率，。博士能高端的望远镜都采纳了PC-3镀膜技巧，最为经典的产物便是博士能奖杯234210，作为持续三年环球，全美高清望远镜销量冠军，博士能 PC-3镀膜技巧能够说是功不可没，下图便是采纳博士能PC-3 60层高清多层全镀膜的奖杯234210。五．望远镜镀膜的色彩和反射强度对付抉择550nm波长的膜系而言，由于有较多的红光和更多的蓝光反射以是镜头反光呈蓝紫色。由于玻璃接收和镜头反射成像一样平常偏黄。罕见于看重透光效力而对色彩复原请求不严的军民用光学仪器和诟谇像机、老式望远镜等。这种镀膜一样平常叫蓝膜。为 了赔偿光学玻璃对付短波光的接收，当代光学仪器一样平常抉择480-520nm的蓝―绿色光作中间波长，对付抉择绿光高频段（青绿光）作为中间波长的镜头镀 膜、全外面镀膜和双层窄带型镀膜，同抉择550nm波长绿光低频段（黄绿光）的镀膜正好相同，镜头反射较多的蓝光和更多的红光，呈暗紫赤色。这种膜色在各 种诟谇镜头，光学仪器和望远镜中也比拟罕见。对付抉择蓝光作中间频率的镜头镀膜、全外面镀膜和双层V型镀膜 而言，有较多的绿光和更多的红光反射，在镜头前混杂成棕黄或橙黄色反光。由于增透较多的蓝光补充了玻璃接收，以是色彩比拟均衡（有少量色差）。这种镀膜在各类诟谇镜头，望远镜中利用非常广泛。也叫琥珀色镀膜。详细抉择蓝―绿光的那一个波段作中间频率同光学玻璃基底的接收特征和厂家的色彩偏好或作风无关。视详细环境而定，两者在性能上等价，无好坏之分。对付W型宽带多层镀膜，在红光和蓝光波段上有两个增透峰，以是相对而言绿光反色较多，与其余两个波段的残剩反射相混，镜头平日为暗翠绿色。绿色双峰膜的色彩复原优于以上镀膜。多 通道宽带多层镀膜在三个以上波段增透，一样平常有3―4个通道。三通道镀膜增长了绿色增透峰。这种镀膜的反光起码，色彩复原最真切，是最高级的镀膜。但镜头反光却不像想像的那样是玄色的，而是很暗的赤色。由于玻璃基底对绿―蓝高频光有接收，为了获得中性复原，计划时故意让少少部分成黄光反射，以均衡绿―蓝光损 失。如许能力获得镜头前面获得红色的混杂光。单层镀膜和双层V型镀膜纵然抉择雷同的中间频率，其膜色也是不一样的，由于对付该频率的光反射强度分歧。然则单层镀膜的反射显著强于双层V型镀膜，也远远强于其余多层膜减反增透膜。镜头镀单层膜、多层膜和全外面镀膜除色彩略有差别外，外面反光强度则相差较大，一切的全外面镀膜比只在几个镜面上镀膜的反光强度弱。多层多通道增透减反膜的反射强度又显著比两通道的要弱。 以是能够从镜头反射上断定一个膜系的好坏，反光越弱、越暗的镜头越好。