望远镜反红膜的反射与透射[推荐]

purefit

望远镜反红膜的反射与透射
(稍有删改)
摘自:<<江西光学仪器>> 作者: 邢德华
OCRUREFIT
众所周知，望远镜的反红膜是一种装饰膜。膜片反射红色是为了美观。根据光互补的原理，有反射增强，必然会使互补光透射增加。反射红色，透射中红的成份少了，必然有偏绿色的倾向。如何协调这一矛盾，是反红膜制作者必须考虑的问题。
一、        反射与透射哪一项更置要
    反红膜，顾名思义，要求红色的反射率尽可能高、颜色鲜艳、饱和、装饰效果佳。然而作为目视光学仪器的望远镜，要求视场成像清晰，并且颜色不失真。这就要求整组镜头透过率尽可能高。所镀各减反膜要合理选择控制波长(中心波长)，达到彩色平衡不失真的目的。前者是实现装饰功能，后者是实现使用功能。   
笔者认为，装饰功能与使用功能相比，保证使用功能更为重要一些。适当牺牲一些使用功能来实现装饰功能是可以的，但必须保证使用功能不受太多的影响。若为了装饰功能，过多地牺牲使用功能，使得视场透过率降低太多且彩色偏差太大，就有些本末倒置了。
    基于上述观点，我厂在西安工业学院帮助下完成的膜系设计及反红膜制作，在充分考虑反射红色的装饰效果同时，更多地考虑反红膜镀膜片的透射效果。我们所制成的膜片，在白炽灯下观察，反射为深红色，透射为谈谈的绿色。该膜片随我厂的望远镜批量进入欧洲等国际市场。得到了国际市场的认可。
早期的反红膜制作，以及目前的某些国内厂家在制作反红膜片时，主要考虑其装饰效果，忽略其透射的使用功能。只要有红色反射的效果，不管其透射偏绿而且透射减弱。虽然实现了装饰功能，而过多地牺牲了使用功能。
    在我厂自行制作反红膜片以前，曾选用国内其他厂家制作的反红膜片，在打向国际市场时，屡次因其透射功能问题(偏绿、透射弱)而遭国外客户的拒绝。直至我厂自行制作的反红膜片配置后，此问题才得以解决。
    由此可见，望远镜的反红膜，尽管目前尚没有完善的国家标准，但在其装饰功能和使用功能不能同时尽善尽美时，应该多一些考虑其使用功能。
二、        在尽可能保证使用功能前提下，实现反红膜的装饰功能
  望远镜的反红膜，大都采用短波通滤光膜膜系。即 为主，加以消次峰因子、修正。s的取值根据需要而定，一般取4、5或6，甚至有取7的。选择二种高低折射率的氧化物膜料，交替用电子束蒸发而得。
其光谱透射曲线如图所示。
  有效透射区和有效反射区界点λ的选择，对膜层的透射与反射颜色有较大影响。当选择A＝570nm左右时，反射色鲜红略带橙色(白炽灯下观察)而透射易偏绿色。若选择L＝620nm左右时，白炽灯下反射色红色、而日光灯下的反射为深红略偏紫色，此时膜片透射色中绿的成份大为减少，接近无色。这样的膜片，在日光(太阳光)下有很好的反红色。


当然λ再往长波移，反时色就会往紫色偏移，虽然透射色很好，但与红色反射就不相符了。其装饰效果也不好。
    在反红膜镀制中，选择λ点较为重要。大批生产中，稳定地镀出λ一致的膜层，也并不是容易的事。
    通常的反红膜大都镀十层、十二层、也有镀十四层以上，贴近镜片的L/2层可省去。我厂在西安工业学院帮助下，采用的反红膜在十层以下。效果也相当不错，层数多有层数多的优点，如截止深度好，反射色饱和、鲜相等。也有其缺点，时间长、成本高等。层数少，又要效果好．对蒸镀的要求也就高。然而用尽可能少的膜层实现预期目标，这正是薄膜工作者所追求的。
三、        膜料吸收及其他
   反红膜中高折射率膜料，一般采用二氧化钛。此膜料透光区域宽、折射率相对稳定、蒸镀性能较好。然而该膜料在蒸镀中很容易失氧，而形成低价氧化钛和钛。而低价氧化钛或钛有较大的光吸收。膜料光吸收就影响了反红膜透射特性和反射特性。降低了成膜质量。
有些反红膜透射特性不好．有很大的原因是二氧化钛蒸镀中失氧所造成的。
    为防止二氧化钛失氧，必须在蒸镀中充氧以维持一定的氧压，在二氧化钻失氧的同时，再反应补充氧成为二氧化钛。减少低价氧化钛和钛形成的可能。
    为了充氧反应蒸镀二氧化钛，就必须增加供氧装置，同时也降低了真空度，增加了工艺的复杂性。
    我厂为避免因膜料造成光吸收，因而影响成膜质量的情况发生，更好地稳定、简化蒸镀工艺，以适合大批量生产操作。没有采用纯二氧化钛膜料。
    用一把电子枪蒸镀二种膜料，就必须每一层转动一次钳锅。钳锅的转动中极易造成二种膜料的掺杂。从而影响成膜质量。比下利于大批生产的工艺稳定。
    我厂采用北京仪器厂．产ZZSX一800A型镀膜机配置二把电子枪(一柜二枪)分镀二种膜料，从根本上解决了膜料掺杂的问题，确保了工艺条件稳定和成膜质量。    我厂自行镀制反红膜膜片一年左右时间，镀制了十万余片反红膜膜片，工艺稳定，成膜质量稳定。
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望远镜反红膜的反射与透射[推荐]

[em24]

[此贴子已经被作者于2004-1-1 20:50:40编辑过]

funder

光损失好大啊

xstdd

这样就的确实现了红光增反，蓝光增透的效果，与我的资料是一至的。

[此贴子已经被作者于2004-1-1 18:43:04编辑过]

xstdd

好文!

funder

蓝光也没有增透阿，你看透光率才多少

funder

一个面如果没有镀膜，反射率在5%左右，透光率95%左右，现在镀膜了，在兰光区域也只有85%左右，说明对蓝光也是增反的

xstdd

玻璃有两个面，不算吸收也只有92%的透过率。对于这种膜该图显示透过率不止85%。不过可以肯定增反效果不如单层镀膜。通过上下文也可以肯定你的观点有道理。换别的红膜那就真的糟透了。但对于 Rubcon 呢？看来应该加上“因膜而异”几个字。不知你看是否合适？

funder

这篇文章给出的应该是单对镀膜面而言的透光率图，所以应该是理解为单面的。综合考虑在任何可见波段都没有增透效果，只是在兰光部分增反很弱而已
单层镀膜无法获得红光全反射，要不然那些低档红膜望远镜也就不会镀那么多层了

xstdd

不敢肯定，单层膜的透过率如何测量呢？

单层膜不能在一个波段上增反，更不能实现带通效果。

funder

用100%减去反射就可以了，或者测量透射光，但是除去未镀膜面的影响
单层增透镀膜是单峰的，在整个可见光波段只有用平均透光率来衡量

xstdd

不是这样的。一般使用镀膜前后透射和反射水平作比较，探讨膜对于特定基底的效果。

同样的二氟化镁对bk7和bak4的效果区别很大。所以“镀膜面而言的透光率”没有意义，无法测量，也无人测量。

funder

这个数据当然是针对某一特定玻璃基底而言的，但是仍能说明问题，因为其选用基底的材料应该为望远镜镜片材料，这样才科学
望远镜的红膜一般镀在物镜的内表面

xstdd

贴一张带通膜的图该膜过滤红外线几乎全反射，通过可见光几乎全通过。和红膜一个原理用途不同。

<img src="attachments/dvbbs/2004-1/20041120391735205.gif" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2004-1/20041120391735205.gif\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

[此贴子已经被作者于2004-1-1 20:39:31编辑过]

xstdd

在贴一张玻璃镀膜
<img src="attachments/dvbbs/2004-1/20041120435742467.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2004-1/20041120435742467.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

[此贴子已经被作者于2004-1-1 20:44:07编辑过]

funder

几种望远镜的透光率，steiner广告上的，自己的可能有些吹牛

xstdd

从上之下：单层膜
          uv膜——过滤紫外（包括部分蓝光）
          vis-nir多通道膜
          nr1多通道膜（过滤紫外）
          nr2多通道膜——近红外增透
          telecom-nir第一大气红外窗口增透

请注意：右边字母代表不同基底。后几种为红外材料

xstdd

不见得是吹牛，牌子不是吹出来的，是口碑！

图小了点，看不清。

funder

steiner的口碑也不出众，特别是观鸟望远镜领域

望远镜反红膜的反射与透射[推荐]

不过这个比较倒是有可能，因为steiner的镜片结构简单，像差校正要差一些，所以在相同的镀膜水平下透光率可能高一些

xstdd

是好图！我看这些牌子都不错 澳洲可能差一点。

xstdd

光学最平坦的还是德国的