防反光鍍膜的運作原理

防反光鍍膜消除反射光線的原理

防反光鍍膜消除反射光線的原理

防反光鍍膜的兩面皆會反射光線。若兩個特定波長的反射光線相位與幅度吻合,則兩者將會因干涉作用而相互完全抵消。

相位要求與幅度要求

相位要求與幅度要求

相位要求
兩個反射波列的波峰和波谷必須重疊,也就是其路徑必須相差半個波長以確保在此波長下能產生干涉作用。
只要選擇適當的鍍層厚度和鍍層類型,就能符合參考波長(使防反光鍍膜最有效的波長)的相位要求。而干涉作用則可將剩餘反光減至最低。為了達到這個目標,鍍層的厚度(t)必須為參考波長的四分之一。


幅度要求
兩個反射波列的振幅必須一致,才能確保兩者在參考波長下能完全相抵消。
而透過選擇正確的防反光鍍層折射率,干涉作用可把剩餘反光減至最小。只有結合正確的鏡片與防反光鍍膜材料,防反光鍍膜才能發揮最佳效果。

以下為防反光鍍膜功效的關鍵:

  • 鍍層厚度
  • 防反光鍍膜材料的折射率

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1.單鍍層與多鍍層

單鍍層與多鍍層的降反光效果

蔡司單光球面玻璃鏡片1.6 ET與1.6 Super ET的透光曲線

單鍍層與多鍍層的降反光效果

在單層鍍膜中,參考波長的最大與最小限值,取決於所使用的防反光鍍膜材料。其降低反光的能力,只能在較小的波長範圍內發揮最佳效果。
如果需要減低大範圍光譜反光的能力,就必須使用多層防反光鍍膜。採用多層鍍膜後,透光度最高可接近99%。
 

運作原理,Super ET的結構

玻璃鏡片上的Super ET結構
n = 1.6

單層鍍膜的結構
單層鍍膜鏡片上的鍍膜折射率永遠小於鏡片本身的折射率。鍍膜所使用的材料為氟化鎂。人造纖維鏡片的單層防反光鍍膜,必定含有一層高折射率鍍層和一層低折射率鍍層,二氧化矽(SiO2)是使用材料之一。


蔡司Super ET的結構
不論是人造纖維鏡片或是玻璃鏡片的多層鍍膜,都是由不同厚度的高折射率材料和低折射率材料交互沉積而成。鍍層厚度約為100到250 nm。比較:100層多層鍍膜的厚度,大約等同人類的一根頭髮。


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2.防反光與高折射率鍍膜

防反光鍍膜對高折射率鏡片來說特別重要。

每個鏡片表面的反射率與折射率

防反光鍍膜對高折射率鏡片來說特別重要。

從n = 1.5的冕玻璃眼鏡到n = 1.9的高折射率鏡片,其惱人的反光比例從約8%至將近20%不等。這代表高折射率。因此,中高折射率鏡片皆必須使用防反光鍍層。
配戴n = 1.9的無反光鍍膜鏡片時,入射光只有80%會進入配戴者的眼睛,而n = 1.5鏡片的配戴者,則會接收高達92%的入射光。

圖中以反射率作為折射率n之函數,結果顯示所選材料的折射率越高,防反光鍍膜的重要性就越大。

防反光鍍膜帶來優質視力

  • 大幅降低惱人的反光與模糊視覺,減少眼鏡配戴者的不適。
  • 眼鏡配戴者享有清晰無礙的視野。眼鏡外型更加美觀。
  • 鏡片透光率提高,眼鏡配戴者可將周圍環境看得更清楚。

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3.過濾式防反光鍍膜

過濾式防反光鍍膜

過去只有固體有色材料才能製造出淺色玻璃濾鏡。現在,吸收層和防反光鍍膜可以在真空環境下,一同鍍在鏡片表面上。
和固體有色鏡片相比,真空過濾鍍膜的優勢是不論屈光度數如何,顏色都能均勻分佈在整個鏡片表面上。固體有色濾鏡亦因此越來越少。
具有過濾式防反光鍍膜的鏡片,也能和固體有色鏡片一樣,有強化色彩對比的功能。

4.反光顏色

蔡司防反光鍍膜的反光顏色

不同材料的同型防反光鍍膜,都有相同的反射特性

蔡司防反光鍍膜的反光顏色

剩餘反光是各種防反光鍍膜都有的獨特現象。不論鏡片材料為何,每種蔡司防反光鍍膜都會產生獨特的剩餘反光顏色。

以蔡司Super ET鍍膜為例,不論鏡片材料(玻璃或人造纖維)與折射率高低,其剩餘反光都呈現藍綠色。為了達到這樣的高水準品質,蔡司在生產過程中使用多達50種技術。

優點

  • 不論是什麼材料,視光師都能輕鬆識別防反光鍍膜,
  • 即使視光師更換具有相同防反光鍍膜但材料不同的鏡片,其反光仍然是眼鏡配戴者所習慣的顏色。

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