鍍膜和寬帶膜之我見

望遠鏡的透鏡一般都由光學玻璃制作而成。光線在透過玻璃時，不能100%透過去。對于一塊玻璃來說，光線在透過前后兩個表面時都有一部分光被反射，因此只有80％～90％的入射光通過。反射光量的大小與鏡片的折射率有關，以普通的冕牌玻璃為例（折射率為1.5），鏡片的前表面的反射光為4%，后表面的反射光為3.8%。在不考慮光被吸收的情況下，冕牌玻璃的透光率僅為92.2%。計算表明，如果一個裝置中包含有六個透鏡，將有一半的光線被反射，這樣就大大影響了成像的效果。

若在鏡面上鍍上一層透明薄膜，即增透膜（也常稱減反膜或減反增透膜，大概就是減少反射的意思吧），就可以大大減少光的反射損失，增強光的透射強度。

為什么在玻璃的表面鍍上一層東西可以不阻擋光線反而增強透射呢？光的干涉理論認為，兩個頻率相同、振幅相近的光束沿著同一路徑前進時會發生干涉，合振幅的大小視兩波的位相差而定。當兩光波的位相差為半個波長時，合振幅為0。舉個不恰當的例子，大家想象一下，如果你水平丟一顆石子掠過水面，會激起一圈圈的水波；但如果你在適當時候在同一個位置再丟一顆，它激起的波浪和原來的波浪相位正好相反（也就是說，第一顆石子激起的浪峰正好遇上第二顆石子激起的浪谷），波浪將消失于無形。減反增透膜正是應用了光的干涉原理，使薄膜前后表面上的反射光發生干涉，彼此抵消，從而減少反射光的量。

單層減反增透膜

理論上，當符合條件：

1.厚度d=nfλ/4(nf為膜的折射率)；

2.nf=√ng（ng為鏡片的折射率）時，對于波長為λ的光來說，能達到完全消除反射光的目的。對冕牌玻璃（ng=1.5）來說，可算出其最理想的膜nf=1.22。

但以上僅是理論。實際上所需膜的折射率卻受到客觀條件的限制，特別是折射率如此低的鍍膜材料至少目前還沒有找到。現在一般都用折射率為1.38的氟化鎂制單層減反增透膜，但仍有約1.3%的剩余反射。然而，對于折射率較高的光學玻璃來說，單層氟化鎂已能達到很好的減反增透效果。

多層減反增透膜和寬帶膜

正是由于單層減反增透膜不能完全消除反射，有時剩余反射量仍嫌太大，為此則需采用雙層或多層減反增透膜。選擇多層增透膜系有兩條途徑：

1.由于適于鍍膜的材料有限，并且折射率不是一個可以任意改變的參數，所以一個有效的途徑是：所選膜系各層的光學厚度必須符合全投射（零反射）的條件。這就要求各膜層的光學厚度不是λ/4的整數倍，從而給鍍膜工藝中控制厚度帶來了困難。

2.先將各層膜層的光學厚度選定為λ/4的整數倍，再尋找一種滿足零反射條件所應具有的折射率的膜材料。這條途徑的優點是可簡化鍍膜時對膜厚度的控制。

由上述兩條途徑設計的膜系，在一定的波長λ處可達到100%的透射率，但對其他的波長則不然。這種膜系的反射率曲線呈V形，被稱為V形增透膜。

然而，有時我們并不要求在某一波長處有100%的透射率，而希望在較寬的波段范圍內反射率都比較低而且一致。接近這種要求的膜系的反射率曲線呈W形，因此被稱為W形增透膜。它的兩層膜的光學厚度分別為n1d1=λ/4；n2d2=λ/2（式中n1、n2為兩層膜的折射率，d1、d2為兩層膜的厚度）。這里利用了λ/2膜層厚度的特性，不影響膜層的透光率，使膜系在較寬的波段上有良好的增透效果。這種在較寬波段上有良好增透效果的鍍膜應該就是通常說的寬帶膜。