Optik Kaplama

Optik Kaplama

Optik kaplama, optik elemanın ışığı yansıtma ve iletme şeklini değiştiren, mercek veya ayna gibi bir optik eleman üzerinde biriken ince bir malzeme tabakası veya tabakalarıdır.Optik kaplama tiplerinden biri, genellikle gözlük camlarında ve kamera lenslerinde kullanılan, yüzeylerden istenmeyen yansımaları azaltan yansıma önleyici kaplamadır.Diğer bir tür ise, ışığın %99,99'undan fazlasını yansıtan aynalar üretmek için kullanılabilen, oldukça yansıtıcı bir kaplamadır.Belirli dalga boylarında daha yüksek yansıma ve daha uzun aralıklarda yansıma önleyici sergileyen daha karmaşık optik kaplamalar, dikroik ince film filtrelerin üretimine izin verir.

Kaplama Tipi

Alüminyum (Al), Gümüş (Ag) ve Altın (Au) Metal Aynalar İçin Normal Gelişte Yansıma ve Dalga Boyu Eğrileri

En basit optik kaplamalar, alüminyum gibi ince metal katmanlardır ve cam yüzeyi oluşturmak için bir cam substrat üzerinde biriktirilir, bu işlem gümüşleme olarak adlandırılır.Kullanılan metal, aynanın yansıtma özelliklerini belirler;alüminyum en ucuz ve en yaygın kaplamadır ve görünür spektrumda yaklaşık %88-92 yansıtma sağlar.Daha pahalı olan gümüş, uzak kızılötesinde bile %95-99 yansıtma oranına sahiptir, ancak mavi ve ultraviyole spektral bölgelerde düşük yansımaya (<%90) sahiptir.En pahalısı, tam kızılötesi olan altındır.Mükemmel (%98 – %99) yansıtma sunar, ancak 550 nm'den daha düşük dalga boylarında sınırlı yansıtma sağlar ve bu da ayırt edici bir altın rengi sağlar.

Metal kaplamanın kalınlığını ve yoğunluğunu kontrol ederek yansıtma azaltılabilir ve yüzey geçirgenliği artırılarak yarı gümüş bir ayna elde edilebilir.Bunlar bazen "tek yönlü aynalar" olarak kullanılır.

Diğer bir önemli optik kaplama türü, dielektrik kaplamadır (yani, alt tabaka olarak farklı kırılma indislerine sahip malzemelerin kullanılması).Optik alt tabakalar üzerinde biriken magnezyum florür, kalsiyum florür ve çeşitli metal oksitler gibi ince malzeme katmanlarından oluşurlar.Bu katmanların kesin bileşimini, kalınlığını ve sayısını dikkatlice seçerek, kaplamanın yansıtıcılığı ve geçirgenliği neredeyse istenen her özelliği üretecek şekilde ayarlanabilir.Yüzeyin yansıma katsayısı %0,2'nin altına düşürülerek yansıma önleyici (AR) bir kaplama elde edilebilir.Buna karşılık, yüksek yansımalı (HR) kaplamalarla yansıtma oranı %99,99'un üzerine çıkarılabilir.Örneğin, belirli dalga boyu aralıklarında %90 yansıtan ve üzerine düşen ışığın %10'unu ileten bir ayna üretmek için yansıtma seviyesi de belirli bir değere ayarlanabilir.Bu tür aynalar genellikle ışın ayırıcılarda ve lazerlerde çıkış kuplörleri olarak kullanılır.Alternatif olarak kaplama, aynanın yalnızca dar bir dalga boyu bandını yansıtarak bir optik filtre oluşturacağı şekilde tasarlanabilir.

Dielektrik kaplamaların çok yönlülüğü, lazerler, optik mikroskoplar, refrakter teleskoplar ve interferometreler gibi birçok bilimsel optik enstrümanın yanı sıra dürbün, gözlük ve fotoğraf lensleri gibi tüketici cihazlarında kullanılmalarına yol açmıştır.

Dielektrik katmanlar bazen koruyucu bir katman (alüminyum üzerindeki silikon dioksit gibi) sağlamak veya metal filmin yansıtıcılığını artırmak için metal filmlerin üzerine uygulanır.Metal ve dielektrik kombinasyonları, başka hiçbir şekilde üretilemeyen gelişmiş kaplamalar oluşturmak için de kullanılır.Bir örnek, dalga boyu, açı ve polarizasyona alışılmadık derecede düşük hassasiyetle yüksek (ancak kusurlu) yansıma sergileyen sözde "mükemmel ayna" dır.