Wie entsteht die Vergütung einer Linse?

 Vergütung einer Linse

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Durch Bedampfen einer Linse mit (durchaus mehreren) dünnen Schichten sorgt man dafür, dass bestimmte Farbbereiche durch Interferenz an diewsen dünnen Schichten besonders gut durchgelassen werden oder besonders schlecht reflektiert werden.

Dabei wird das Licht sowohl an der Außenseite der dünnen Schicht als auch an der Innensetie reflektiert. Die beiden reflektierten Strahlen haben verschobene Wellen züge (man nennt das einen Gangunterschied), da eine Welle sich in der aufgedampften Schicht hin- und her bewegen mjuss und auch noch dabei langsamer ist.

Das Unterdrücken von reflektiertem Licht  nennt man das "Entspiegeln eines Brillenglases" (Reflexminderung):

Wenn man einem Brillenträger in das Gesicht sieht, erkennt man weniger Reflexe auf der Brille und kann der Person besser in die Augen sehen....

Optik Ripken

 Besonders gut sieht man die Vergütung an Objektiven von Ferngläsern.

Normale optische Linsen lassen nur etwa 60% des Lichtes durch. Möchte man besonders das rötliche Streulicht reduzieren, so muss die Vergütungsschicht dafür sorgen, dass rotes Licht besonders gut reflektiert wird, also nicht durchkommt. Dann verstärkt man das gelb/grüne und blaue Licht, das bis zu 95% durchgelassen wird.

Eine solche Vergütungsschicht schimmert dann rötlich.

Bresser Optik

Bei hochwertigen Objektiven arbeitet man mit bis zu 15 Vergütungsschichten.

Erklärung:

Man dampft eine Schicht auf die Linse, deren Brechungsindex kleiner als der des Glases ist.

Dann tritt sowohl bei der Reflexion an der Grenze Luft/Schicht als auch an der Grenze Schicht/Glas ein Phasensprung auf. Phasensprünge treten also bei A und B im folgenden Bild auf.

Das heißt hier wird ein Wellenberg als Wellental und umgekehrt reflektiert. Solche Phasensprünge erzeugen Gangunterschiede von einer halben Wellenlänge. Sie treten immer bei der Reflexion an einem dichteren Medium auf.

wikipedia commons

Wir  vereinfachen und betrachten nur den senkrechten Fall:

Alle Lichtstrahlen leigen eigentlich aufeinander, ich haeb sie hier nur versetzt gezeichnet.

Man erkennt: Möchte man eine bestimmte Wellenlänge im reflektierten Licht unterdrücken, so muss

für den Gangunterschied zwischen den beiden nach oben gehenden Strahlen A und B gelten:

∆xR = 2 n`*d + λ /2  - λ/2 = 2n`* d = λ /2.

 Nur so treffen immer Berge und Täler der Wellen aufeinander.

Im durchgehenden Licht ist dann diese Wellenlänge durch den Gangunterschied 2n`*d +  λ /2  =  λ /2 + λ /2 =   λ verstärkt.

n*d ist hier der sog. optische Weg, wegen der Abbremsung des Lichtes um den Faktor n im Glas, wird der Weg d scheinbar auf n*d verlängert.

Übungsaufgabe:

Auf eine Linse soll eine dünne Schicht der Dicke d = 100 nm aufgedampft werden. Dadurch soll Licht der Wellenlänge 550 nm besodners gut durchgelassen werden.

Welchen Brechungsindex n`muss diese Schicht bekommen?

(Antwort: 2 n`* 100 nm = 550nm/2 ergibt n`= 1,375)

 

 

Wer sich darüber mehr informieren möchte und eine grundlegende Einführung in Interferenzphänonene sucht, kann ab Montagmittag alles in meinem Blog über Licht und Quantenmechanik nachlesen:

 

Interferenz