ציפוי אופטי

ציפוי אופטי

ציפוי אופטי הוא שכבה דקה או שכבות של חומר המופקדות על אלמנט אופטי, כגון עדשה או מראה, המשנים את האופן שבו האלמנט האופטי מחזיר אור ומעביר אותו.סוג אחד של ציפוי אופטי הוא ציפוי אנטי-רפלקטיבי, המפחית השתקפויות לא רצויות ממשטחים, הנפוצים בשימוש במשקפי ראייה ועדשות מצלמה.סוג נוסף הוא ציפוי בעל רפלקציה גבוהה, שבאמצעותו ניתן לייצר מראות המחזירות יותר מ-99.99% מהאור.ציפויים אופטיים מורכבים יותר המציגים החזר גבוה יותר באורכי גל מסוימים ואנטי-השתקפות בטווחים ארוכים יותר מאפשרים ייצור של מסנני סרט דק דיכרואי.

סוג ציפוי

עקומות השתקפות לעומת אורך גל בשכיחות נורמלית עבור מראות מתכת אלומיניום (Al), כסף (Ag) וזהב (Au).

הציפויים האופטיים הפשוטים ביותר הם שכבות מתכת דקות, כגון אלומיניום, המופקדות על מצע זכוכית ליצירת משטח הזכוכית, תהליך הנקרא כסףה.המתכת המשמשת קובעת את התכונות הרפלקטיביות של המראה;אלומיניום הוא הציפוי הזול והנפוץ ביותר, ומניב החזר של כ-88%-92% בספקטרום הנראה.יקר יותר הוא כסף, שיש לו החזר של 95%-99% אפילו באינפרא אדום הרחוק, אבל יש לו החזר מופחת (<90%) באזורים הספקטרליים הכחולים והאולטרה סגולים.היקר ביותר הוא הזהב, שהוא אינפרא אדום מלא.מציע השתקפות מצוינת (98%-99%), אך השתקפות מוגבלת באורכי גל של פחות מ-550 ננומטר, וכתוצאה מכך צבע זהוב ייחודי.

על ידי שליטה בעובי וצפיפות ציפוי המתכת, ניתן להפחית את ההשתקפות ולהגדיל את העברת פני השטח, וכתוצאה מכך מראה חצי כסף.אלה משמשים לעתים כ"מראות חד-כיווניות".

סוג עיקרי נוסף של ציפוי אופטי הוא הציפוי הדיאלקטרי (כלומר, השימוש בחומרים בעלי מדדי שבירה שונים כמצע).הם מורכבים משכבות דקות של חומרים, כמו מגנזיום פלואוריד, סידן פלואוריד ותחמוצות מתכות שונות, המופקדות על מצעים אופטיים.על ידי בחירה קפדנית של ההרכב המדויק, העובי והמספר של שכבות אלו, ניתן לכוונן את השתקפות והשידור של הציפוי כדי לייצר למעשה כל תכונה רצויה.ניתן להפחית את מקדם ההשתקפות של המשטח מתחת ל-0.2%, וכתוצאה מכך ציפוי אנטי-רפלקטיבי (AR).לעומת זאת, עם ציפויים בעלי השתקפות גבוהה (HR), ניתן להגדיל את ההשתקפות ליותר מ-99.99%.ניתן גם להתאים את רמת ההחזר לערך מסוים, למשל, כדי לייצר מראה המחזירה 90% בטווחי אורכי גל מסוימים ומעבירה 10% מהאור הנופל עליה.מראות כאלה משמשות בדרך כלל כמצמדי פלט במפצלי קרן ולייזרים.לחילופין, ניתן לעצב את הציפוי כך שהמראה תשקף רק פס צר של אורכי גל, ויוצר מסנן אופטי.

הרבגוניות של ציפויים דיאלקטריים הובילה לשימושם במכשירים אופטיים מדעיים רבים כגון לייזרים, מיקרוסקופים אופטיים, טלסקופים רפרקטורים ואינטרפרומטרים, כמו גם במכשירי צריכה כגון משקפות, משקפי ראייה ועדשות צילום.

שכבות דיאלקטריות מיושמות לעתים על סרטי מתכת כדי לספק שכבת הגנה (כגון דו תחמוצת הסיליקון על אלומיניום), או כדי להגביר את רפלקטיביות הסרט המתכת.שילובי מתכת ודיאלקטריים משמשים גם ליצירת ציפויים מתקדמים שלא ניתן לייצר בדרך אחרת.דוגמה לכך היא מה שמכונה "מראה מושלמת", המפגינה השתקפות גבוהה (אך לא מושלמת) עם רגישות נמוכה באופן יוצא דופן לאורכי הגל, הזווית והקיטוב.