5. Cấu trúc khóa luận
2.6.1 Làm sáng quang hệ hay khử phản xạ
Dòng ánh sáng đập vào dụng cụ không phải truyền qua quang hệ hoàn toàn. Ngoài sự hấp thụ ánh sáng bởi môi trường, một phần năng lượng của
ánh sáng sẽ bị phản xạ tại mặt khúc xạ củ thấu kính và lăng kính. Sự phản xạ ánh sáng dẫn đến hai hệ quả bất lợi: làm giảm độ sáng của ảnh và do sự phản xạ nhiều lần, ánh sáng tán xạ lại rơi vào quang hệ làm giảm độ tương phản của ảnh. Tại mỗi mặt khúc xạ của quang hệ khoảng 5% dòng ánh sáng tới bị phản xạ. Trong những vật kính phức tạp gồm hàng loạt thấu kính, sự mất mát quang thông sẽ rất lớn.
Để làm giảm sự mất mát năng lượng ánh sáng do phản xạ thì phải làm sáng quang hệ. Phương pháp này do các nhà bác học Grebensikop và Lebedev xây dựng nên. Nó dựa vào hiện tượng giao thoa ánh sáng trong các màng mỏng. Trên bề mặt thấu kính phủ một màng mỏng trong suốt, chiết suất n của
nó lớn hơn chiết suất n0 của không khí và nhỏ hơn chiết suất n1 của thủy tinh. Ánh sáng đập vào màng mỏng và bị phản xạ ở mặt trên, một phần bị khúc xạ sau đó lại bị phản xạ tại mặt dưới của nó và đi ra ngoài không khí. Cả hai sóng này đều là kết hợp và chúng giao thoa với nhau. Hiệu đường đi của các sóng trong màng mỏng chọn sao cho trên mặt màng các sóng làm tắt lẫn nhau. Để có biên độ của các sóng giao thoa bằng nhau cần phải chọn sao cho
1
n n .
mất nửa sóng. Trong cả hai trường hợp các tia bị phản xạ từ môi trương chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang. Trong trường hợp thứ nhất ánh sáng truyền từ không khí vào màng mỏng n0< n, trong trường hợp thứ hai ánh sáng truyền từ màng mỏng vào thủy tinh n < n1.
Sự khử ánh sáng phản xạ dẫn đến làm tăng phần năng lượng ánh sáng đi qua thấu kính.
Phần ánh sáng phản xạ từ bề mặt phụ thuộc vào góc tới của chùm tia sáng và thành phần quang phổ của nó. Vì vậy sự làm sáng quang hệ chỉ đảm bảo thực hiện trong những điều kiện xác định.
Điều kiện về bề dày bé nhất của màng mỏng
4 d , trong đó là bước sóng trong màng mỏng. Vì n 0
, trong đó 0 là bước sóng trong chân không và n là chiết suất của màng, cho nên:
n d 4 0 (2.23) Bề dày của màng rất bé, vì vậy trong thực tế người ta làm màng có bề dày lớn hơn nhưng phải tuân theo điều kiện tắt ánh sáng:
n K d 4 1 2 0 trong đó K = 0, 1, 2, … là số nguyên bất kỳ. (2.24) Do khử phản xạ, phần ánh sáng truyền qua trung bình tăng khoảng hai lần.
Để khử phản xạ được trong một dải bước sóng rộng và với một phạm vi lớn của góc tới ta thường dùng cách phủ nhiều lớp. Những màng mỏng phủ lên các thấu kính được chế tạo bằng các phương pháp hóa học như rửa mặt tủy tinh bằng dung dịch axit trong nước, và bằng phương pháp vật lý như cho bay hơi một chất nào đó lên bề mặt thủy tinh.