оптика тонких слоев

ОПТИКА ТОНКИХ СЛОЕВ - раздел физ. оптики, в к-ром изучается прохождение света через один или последовательно через несколько непоглощающих слоев вещества, толщина к-рых соизмерима с длиной световой волны. Специфика О. т. с. заключается в том, что в ней определяющую роль играет интерференция света между частично отражаемыми на верхних и нижних границах слоев световыми волнами. В результате интерференции происходит усиление или ослабление проходящего или отражаемого света, причём эффект зависит от вносимой оптической толщиной слоев разности хода лучей, длины волны (или набора длин волн) света, угла его падения и т. д. Тонкие слои могут быть образованы на массивной подложке из стекла, кварца или др. оптич. среды с помощью термич. испарения вещества и его осаждения на поверхность подложки, хим. осаждения, катодного распыления или хим. реакций материала подложки с выбранным веществом. Для получения таких слоев используют разл. окислы: А1₂О₃ (1,59), SiО₂(l,46), ТiO₂ (2,2-2,6); фториды: MgF₂ (1,38), CaF₂,(l,24), LiF(l,35); сульфиды: ZnS (2,35), CdS (2,6); полупроводники Si (3,5), Ge (4,0), а также некоторые другие соединения. (В скобках указаны показатели преломления веществ.)
Одно из важнейших практич. применений О. т. с. - уменьшение отражат. способности поверхностей оптич. деталей (линз, пластин и пр.). Подробно об атом см. в ст. Просветление оптики .Нанося многослойные покрытия из большого (13 - 17 и более) числа чередующихся слоев с высоким и низким п, изготовляют зеркала с большим коэф. отражения, обычно в сравнительно узкой спектральной области, но не только в диапазоне видимого света, а и в УФ- и ИК-диапазонах (см. Зеркало). Коэф. отражения таких зеркал (50 - 99,5%) зависит как от длины волны, так и от угла падения излучения. С помощью многослойных покрытий разделяют падающий свет на прошедший и отражённый практически без потерь на поглощение; на этом принципе созданы эфф. светоделители (полупрозрачные зеркала). Системы из чередующихся слоев с высоким и низким п используют и как интерференционные поляризаторы ,отражающие составляющую света, поляризованную перпендикулярно плоскости его падения, и пропускающие параллельно поляризованную составляющую (см. Поляризация света. Поляризационные приборы). Степень поляризации в проходящем свете достигает для многослойных поляризаторов 99% . О. т. с. позволила создать получившие широкое распространение интерференционные светофильтры ,полоса пропускания к-рых может быть сделана очень узкой - существующие многослойные светофильтры выделяют из спектральной области шириной в 500 нм интервалы длин волн 0,1 - 0,15 нм. Тонкие диэлектрич. слои применяют для защиты металлич. зеркал от коррозии и при исправлении аберраций линз и зеркал. О. т. с. лежит в основе мн. других оптич. устройств, измерит. приборов и спектральных приборов высокой разрешающей способности. Светочувствит. слои фотокатодов и болометров чаще всего представляют собой тонкослойные покрытия, эффективность к-рых существенно зависит от их оптич. свойств. Оптич. детали с тонкослойным покрытием используются в лазерах и квантовых усилителях света, при создании приборов высокого разрешения (напр., при изготовлении интерферометров Фабри - Перо), при создании дихроичных зеркал, используемых в цветном телевидении, в интерференционной микроскопии (см. Микроскоп)и т. д. См. также Ньютона кольца, Полосы равной толщины, Полосы равного наклона.

Лит.: Розенберг Г. В., Оптика тонкослойных покрытий, Л., 1958; Крылова Т. Н., Интерференционные покрытия, Л., 1973.

Л. Н. Канарский.