Coatings
Een helder beeld: Alle verrekijkers die dit bieden, hebben een bijna onzichtbaar kenmerk. Let er eens op.
Wat er op foto's soms heel charmant uitziet, wilt u koste wat kost vermijden als u door een verrekijker kijkt: de reflecties. Ze komen op elk optisch oppervlak voor en ergeren de waarnemer wanneer ze teveel voorkomen. Idealiter zou al het licht dat op een lens valt, er volledig doorheen moeten gaan. Maar dat is gewoon te mooi zijn om waar te zijn.
Zoveel licht verliest een verrekijker
Toch komen onderzoekers steeds een beetje dichter bij deze ideale toestand. Op alle optische oppervlakken wordt 4% van het licht weer teruggekaatst. Hoe schuiner de lichtinval, hoe hoger de reflecties kunnen oplopen. In de totale som van alle lenzen en prisma's kan de helft van het binnenkomende licht verloren gaan. Bij enigszins goede verrekijkers bereikt 90% van het invallende licht het oog van de waarnemer.
De oplossing: coatings
Tegenwoordig gebruiken eigenlijk alle fabrikanten zogenaamde multi-coatings (of meerdere coatings). Dit zijn ultradunne lagen die reflecties moeten verminderen. Maar elke fabrikant van optiek kookt hier zijn eigen soep - heeft zijn eigen geheime recept.
Belangrijk voor de vermindering van de reflectie zijn de brekingsindex en de laagdikte, die op hun beurt afhangen van de brekingsindex van de lenzen. Het klassieke magnesiumfluoride of siliciumoxide worden vaak gebruikt als coatingmateriaal, maar er zijn ook andere chemische varianten. In de regel wordt een laag in dampvorm afgezet in een zogenaamd hoog vacuüm. Daartoe worden de glazen in dichte containers geplaatst, de zogenaamde recipiënten. Er ontstaat een vacuüm. De moleculen reageren dan met zichzelf en ook met de wanden van de container.
Het opdampen van een reflectieverminderende laag op een substraat is een zeer gecompliceerd proces. De geringste afwijkingen in de productie kunnen leiden tot totaal verschillende eigenschappen van de laag.
Hoe vindt reflectievermindering plaats?
De vermindering van ongewenste reflecties is mogelijk door interferentie. Laten we eens kijken naar twee lichtstralen die een lens met coating raken. De eerste lichtstraal wordt gereflecteerd op het vlak laag-lucht en de tweede straal op het grensvlak glas-laag. Optimaal zouden beide lichtstralen elkaar nu moeten opheffen. Stelt u zich daartoe een lichtstraal voor als een golf. Het heeft afwisselend dalen en bergen. Voor de vermindering moeten de twee lichtbundels elkaar zodanig ontmoeten dat een golftop van de ene lichtbundel tegenover het golfdal van de andere lichtbundel komt te liggen.
De verschuiving van de golven
Een coatinglaag op een lens kan ongewenste reflecties verminderen. In het optimale geval staan de berg en het dal van twee lichtgolven precies tegenover elkaar, zodat de reflecties elkaar kunnen opheffen. Dan neutraliseren deze twee lichtstralen elkaar. Maar om dit te bereiken moet er eerst een verschuiving in de fasen plaatsvinden. Dit is te danken aan de coatinglaag, die zorgt voor een andere weglengte van de lichtgolven. De dikte van de coating moet ¼ golflengte zijn van het te reduceren licht. Het is ook belangrijk dat de bijeenkomende dalen en pieken dezelfde amplitude hebben (d.w.z. de hoogte van de pieken en dalen).
