چگونه پوشش سطح روی یک آینه با نور در تعامل است؟

چگونه پوشش سطح روی یک آینه با نور در تعامل است؟

به عنوان تأمین کنندهآینه روکش شده، من این افتخار را داشتم که دنیای جذاب چگونگی تعامل پوشش های سطح آینه با نور را بررسی کنم. این تعامل نه تنها برای عملکرد آینه ها اساسی است بلکه طیف گسترده ای از برنامه ها را نیز تحت تأثیر قرار می دهد ، از استفاده روزمره خانگی گرفته تا ابزارهای علمی با فناوری بالا.

اصول تعامل نور با آینه ها

برای درک چگونگی تعامل پوشش های سطح با نور ، ابتدا باید اصول اساسی بازتاب نور را درک کنیم. هنگامی که نور به یک سطح حمله می کند ، سه چیز اصلی می تواند اتفاق بیفتد: می توان آن را منعکس ، جذب یا منتقل کرد. در مورد آینه ها ، هدف این است که به حداکثر رساندن بازتاب و به حداقل رساندن جذب و انتقال باشد.

نور یک موج الکترومغناطیسی است و وقتی به سطح آینه برخورد می کند ، میدان های الکتریکی و مغناطیسی موج نور با ذرات بار (الکترون) در پوشش آینه تعامل دارند. این تعامل باعث نوسان الکترون ها می شود و هرچه نوسان می کنند ، امواج نور را دوباره منتشر می کنند. جهت چراغ ساطع شده توسط قانون بازتاب اداره می شود ، که بیان می کند که زاویه بروز (زاویه ای که در آن نور به سطح برخورد می کند) برابر با زاویه بازتاب است (زاویه ای که در آن نور از سطح خارج می شود).

انواع پوشش های سطحی و ویژگی های تعامل آنها

آینه های روکش شده نقره ای

آینه روکش نقره اییکی از رایج ترین انواع آینه ها است. نقره به دلیل هدایت الکتریکی بالای آن ، بازتاب عالی از نور مرئی است. الکترونهای رایگان در نقره به راحتی می توانند در پاسخ به میدان الکتریکی موج نور حادثه نوسان کنند. هنگامی که نور به یک آینه نقره ای پوشش داده می شود ، این الکترونها به سرعت انرژی نور را جذب می کنند و سپس آن را دوباره منتشر می کنند ، و در نتیجه بازتاب با کیفیت بالا ایجاد می شود.

بازتاب یک آینه با روکش نقره ای می تواند بسیار زیاد باشد ، به طور معمول در طیف نور مرئی حدود 95 - 98 ٪. با این حال ، نقره نیز مستعد اکسیداسیون و خوردگی است. هنگامی که نقره اکسید می شود ، لایه ای از اکسید نقره ای را روی سطح تشکیل می دهد ، که می تواند بازتاب آن را کاهش داده و به آینه ظاهری زرد یا کسل کننده می بخشد. برای محافظت از پوشش نقره ، یک لایه محافظ اغلب در بالا اعمال می شود.

آینه های نقره ای محافظت شده

آینه نقره ای محافظت شدهمسئله اکسیداسیون نقره را بررسی می کند. یک لایه محافظ ، که معمولاً از موادی مانند مس و رنگ ساخته شده است ، در بالای پوشش نقره ای اضافه می شود. لایه مس به عنوان سدی برای جلوگیری از رسیدن اکسیژن و رطوبت به نقره عمل می کند ، در حالی که لایه رنگ یک لایه اضافی از محافظت در برابر آسیب جسمی فراهم می کند.

این پوشش محافظ به طور قابل توجهی بر تعامل نور با لایه نقره تأثیر نمی گذارد. نور هنوز از لایه های محافظ نازک عبور می کند و از سطح نقره منعکس می شود. بازتاب کلی یک آینه نقره ای محافظت شده همچنان زیاد است و در مقایسه با یک آینه نقره ای محافظت نشده ، طول عمر بسیار طولانی تری دارد.

پوشش های دیگر

همچنین انواع دیگری از پوشش های سطحی در آینه ها مانند پوشش های آلومینیومی استفاده می شود. آلومینیوم از نقره ارزان تر است و همچنین بازتابنده خوبی از نور است. در طیف قابل مشاهده حدود 85 - 90 ٪ بازتاب دارد. روکش های آلومینیومی نسبت به اکسیداسیون نسبت به پوشش های نقره ای مقاوم تر هستند ، اما ممکن است بازتابی از نظر نقره ای با کیفیت بالا داشته باشند.

علاوه بر پوشش های فلزی ، از پوشش های دی الکتریک نیز می توان در آینه ها استفاده کرد. پوشش های دی الکتریک از لایه های مختلف مواد مختلف دی الکتریک (مواد با هدایت الکتریکی کم) ساخته شده اند. این پوشش ها بر اساس اصل تداخل کار می کنند. هنگامی که نور از لایه های مختلف عبور می کند ، امواج نور منعکس شده از لایه های مختلف بسته به طول موج آنها ، یکدیگر را تقویت یا لغو می کنند. این اجازه می دهد تا آینه های با روکش دی الکتریک طراحی شوند تا در هنگام انتقال دیگران ، طول موج خاصی از نور را منعکس کنند. به عنوان مثال ، در ابزارهای نوری ، می توان از آینه های روکش شده دی الکتریک برای جدا کردن رنگ های مختلف نور یا برای تقویت بازتاب طیف خاصی از طول موج استفاده کرد.

عوامل مؤثر بر تعامل نور با آینه های پوشش داده شده

ضخامت روکش

ضخامت پوشش سطح نقش مهمی در تعامل نور با آینه دارد. برای پوشش های فلزی ، یک پوشش ضخیم تر به طور کلی به این معنی است که الکترون های بیشتری برای تعامل با نور در دسترس هستند که می تواند بازتاب را افزایش دهد. با این حال ، اگر پوشش خیلی ضخیم باشد ، ممکن است شکننده و مستعد بیشتر ترک خوردگی یا لایه لایه شدن باشد.

در مورد پوشش های دی الکتریک ، ضخامت هر لایه برای دستیابی به اثرات تداخل مورد نظر با دقت کنترل می شود. حتی یک تغییر کوچک در ضخامت لایه می تواند بازتاب آینه را در طول موج های مختلف به طور قابل توجهی تغییر دهد.

زبری سطح

زبری سطح پوشش آینه نیز بر بازتاب نور تأثیر می گذارد. یک سطح صاف اجازه می دهد تا نور به روشی خاص تر (آینه - مانند) منعکس شود ، جایی که پرتوهای نوری منعکس شده موازی با یکدیگر هستند. در مقابل ، یک سطح خشن نور را در جهات مختلف پراکنده می کند و در نتیجه بازتاب پراکنده ای ایجاد می شود. برای آینه های با کیفیت بالا ، سطح پوشش باید بسیار صاف باشد. فرآیندهای تولیدی مانند پولیش برای دستیابی به یک سطح صاف استفاده می شود.

زاویه بروز

زاویه ای که در آن نور به سطح آینه حمله می کند نیز می تواند بر بازتاب تأثیر بگذارد. با افزایش زاویه بروز ، بازتاب یک آینه ممکن است تغییر کند. برای برخی از پوشش ها ، بازتاب ممکن است در زاویه های زیادی از بروز کاهش یابد. این امر به این دلیل است که تعامل بین نور و پوشش به عنوان زاویه نور حادثه تغییر می کند. در برنامه هایی که نور ممکن است آینه را در زوایای مختلف ، مانند کلکسیونرهای خورشیدی یا آینه های خودرو ، به آینه وارد کند ، این پوشش باید برای حفظ بازتاب خوب در طیف گسترده ای از زوایا طراحی شود.

برنامه های کاربردی بر اساس تعامل پوشش نور

آینه های خانگی

در زندگی روزمره ما ، آینه های خانگی یکی از متداول ترین کاربردهای آینه های روکش شده است. بازتاب بالای آینه های نقره ای نقره ای یا محافظت شده به ما امکان می دهد تا بازتاب های واضح و دقیق خودمان و محیط اطراف خود را ببینیم. سطح صاف پوشش آینه تضمین می کند که بازتاب تیز و عاری از اعوجاج است.

سازهای نوری

در ابزارهای نوری مانند تلسکوپ ها ، میکروسکوپ ها و دوربین ها ، آینه ها نقش مهمی در هدایت و تمرکز نور دارند. دی الکتریک - آینه های روکش شده اغلب در این برنامه ها مورد استفاده قرار می گیرند زیرا می توانند دقیقاً طراحی شوند تا طول موج های خاص نور را منعکس کنند. به عنوان مثال ، در یک تلسکوپ ، از آینه ای با پوشش دی الکتریک می توان برای بازتاب نور مرئی هنگام انتقال نور مادون قرمز استفاده کرد ، که می تواند توسط سایر ابزارها برای تحقیقات نجومی تشخیص داده شود.

سیستم های انرژی خورشیدی

از آینه های خورشیدی در سیستم های انرژی خورشیدی برای تمرکز نور خورشید بر روی گیرنده استفاده می شود. پوشش سطح این آینه ها باید در طیف خورشیدی بازتاب بالایی داشته باشد (که شامل نور مرئی ، مادون قرمز و ماوراء بنفش است). آینه های آلومینیوم - روکش دار یا نقره ای معمولاً در کلکسیونرهای خورشیدی استفاده می شوند. زاویه بروز نور خورشید بر روی این آینه ها در طول روز تغییر می کند ، بنابراین برای حفظ بازتاب زیاد در طیف گسترده ای از زاویه ها ، پوشش باید بهینه شود.

تماس با شما برای تهیه

اگر به ما علاقه داریدآینه روکش شدهمحصولات ، چه برای استفاده از خانوار ، ابزارهای نوری یا سیستم های انرژی خورشیدی ، ما در اینجا هستیم تا راه حل های با کیفیت بالا را در اختیار شما قرار دهیم. تیم متخصصان ما می توانند برای درک نیازهای خاص شما با شما همکاری کنند و مناسب ترین پوشش آینه را برای برنامه شما توصیه کنند. لطفاً برای شروع بحث تهیه ، با ما تماس بگیرید.

منابع

• هچ ، یوجین. "اپتیک." آدیسون - وسلی ، 2002.
• متولد ، مکس و امیل گرگ. "اصول اپتیک: تئوری الکترومغناطیسی انتشار ، تداخل و پراش نور." انتشارات دانشگاه کمبریج ، 1999.
• Malitson ، IH "مقایسه Interspecimen از ضریب انکسار سیلیس ذوب شده." مجله انجمن نوری آمریکا ، جلد. 55 ، نه. 10 ، 1965 ، صص 1205 - 1208.