2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение25.09.2018, 11:48 


12/08/15
189
Stockholm
У таких микротекстурных покрытий есть еще одно принципиальное преимущество перед пленочными - остаточный блик на поверхности диффузный, а не зеркальный. В некоторых случаях это имеет решающее преимущество - диффузный блик не дает призраков, какие могут получаться от пленочного покрытия, если оптика формирует действительное изображение блика где-нибудь вблизи фокальной плоскости.
Практическое применение, например, по такой технологии выполнены несколько критических элементов в объективе Canon 400 mm f=2:8 L IS II USM telephoto lense, что выводит объектив в уникальный класс по светорассеянию. Есть такой астрономический проект, который использует это практическое свойство, называется Dragonfly Telephoto Array. Краткая суть - наращивание эффективной суммарной апертуры путем запараллеливания каналов наблюдения, один и тот же участок неба фотографируют много объективов, а суммарный снимок синтезируют из множества. Проект обзорный, поэтому время для каждого участка неба ограничено. Оказалось, что по светорассеянию такая компоновка превзошла даже специально разработанный телескоп системы Шмидта с экстремально низким светорассеянием (0.9 m Burrell Schmidt telescope on Kitt Peak), стоимость которого просто несопоставимо дороже Dragonfly проекта.
Так что это не просто блажь, в микротекстурных покрытиях есть практическая польза.
Alex-Yu в сообщении #1341283 писал(а):
Или устроить градиент состава.
А как сделать градиент показателя преломления, чтобы начинался плавно от 1 ? Не вижу пути иначе, чем через микроструктуры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение25.09.2018, 12:08 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Gleb1964
Спасибо, очень интересно!

Градиент - ну чисто химически, осаждая последовательность разных веществ. Или диффузией. Скорее, как мне кажется, всё упирается в вещество с почти единичным показателем преломления. Если такое иметь, то им и пирамидки можно залить сверху, для механической прочности.

Ещё мысль: а если пирамидки меньше длины волны, почему же они бликуют диффузно?

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение25.09.2018, 12:36 


05/09/16
12131
Munin в сообщении #1341247 писал(а):
А от двух плёнок с постепенно возрастающими коэффициентами с толщиной "как попало" - будет ли эффект ещё лучше?
Ессно, ведь свет будет плавно входить в линзу, постепенно, а не биться головой о резкую границу раздела сред.
Alex-Yu в сообщении #1341283 писал(а):
Или устроить градиент состава.
Управляемый по объему (т.е. в каждой точке) коэффициент преломления был бы революцией в фотографии, конечно. Не надо килограммов стекла нескольких сортов -- объективы стали бы воистину "тонкими линзами", без сферических и хроматических аберраций и всего такого. А пока для просветления наносят несколько пленок, куда ж деваться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение25.09.2018, 12:42 


12/08/15
189
Stockholm
Munin в сообщении #1341298 писал(а):
Ещё мысль: а если пирамидки меньше длины волны, почему же они бликуют диффузно?

Я тоже задумался :facepalm: Может я неправильно сформулировал. Если на поверхности будет регулярная структура, стоит ожидать концентрации максимумов интерференции для определенных длинн волн в определенных направлениях. Для полихроматического света эти направления будут размыты. Если структура имеет вариации, не совсем регулярна, то будет разрушена концентрация в дифракционных максимумах и для монохроматического света, это будет напоминать диффузное отражение. Как-то так.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение25.09.2018, 22:10 


25/04/16
15
Gleb1964 в сообщении #1341219 писал(а):
Поэтому, если на первом рисунке получилось отражение 5%, этому соответствует $ n_s = 1.576 $, коэффициент преломления идеальной пленки будет $ n_1= \sqrt{1.576} = 1.255 $, а отражение от каждого раздела между средами 1.3%, или в сумме всего 2.6 процента (а не 5%, как на втором рисунке).
Вывод тот, что положительный эффект будет, даже если толстую пленку наносить "как попало", лишь бы у нее был подходящий коэффициент преломления, чем и пользуются любители просветления оптики "на коленке".

Точно, всё дело в скорости (коэффициенте преломления). Если свет замедлять постепенно, то он не отражается тогда )
wrest в сообщении #1341302 писал(а):
Ессно, ведь свет будет плавно входить в линзу, постепенно, а не биться головой о резкую границу раздела сред.

Пока лучшее объяснение :-)
Так интерференции всё-таки нет в этом случае? Точнее, не она причина самого эффекта "просветления", а именно плавное снижение скорости света?

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение25.09.2018, 23:56 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
xsm
Где ваши расчёты?

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 00:24 


25/04/16
15
К сожалению, их не будет пока. Работа, быт.. Да и
Цитата:
Если вы не можете объяснить что-либо простыми словами, вы это не понимаете
(с) Р. Фейнман
Горсть формул не даёт никакого простого объяснения

А всё-таки, если вернуться к случаю интерференции? Пусть будет нормальное падение и 50% отражается от первого слоя и 50% (всё остальное) от второго с итоговым сдвигом в 1/2 длины волны. Отраженный луч полностью исчезнет, как и прошедший? Куда денется энергия? Интуитивно кажется - что-то должно греться )

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 00:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
xsm в сообщении #1341801 писал(а):
Горсть формул не даёт никакого простого объяснения

Пока вы её не посчитаете - да, не даёт. А когда своими руками разберётесь, внезапно даст.

xsm в сообщении #1341801 писал(а):
А всё-таки, если вернуться к случаю интерференции?

Вот формулы его и описывают.

xsm в сообщении #1341801 писал(а):
Интуитивно кажется - что-то должно греться )

А теперь посчитайте руками, и убедитесь, что это не так.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 12:52 


05/09/16
12131
xsm в сообщении #1341801 писал(а):
Пусть будет нормальное падение и 50% отражается от первого слоя и 50% (всё остальное) от второго
То есть первый слой это полупрозрачное зеркало с одной стороны и прозрачный материал с обратной, а второй слой это просто зеркало, что ли? Ну да, в зеркало (второй слой) ничего не пройдёт, на то оно и зеркало.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 13:04 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
xsm в сообщении #1341801 писал(а):
А всё-таки, если вернуться к случаю интерференции? Пусть будет нормальное падение и 50% отражается от первого слоя и 50% (всё остальное) от второго с итоговым сдвигом в 1/2 длины волны. Отраженный луч полностью исчезнет, как и прошедший? Куда денется энергия? Интуитивно кажется - что-то должно греться )



После прохождения первой границы мощность волны бегущей вправо в пленке будет 200 процентов от исходной мощности (совсем даже НЕ СТОЛЬКО, сколько бы было, если бы не было второго отражения). Потом отразиться половина от 200 процентов --- получится 100 процентов от исходной мощности (вторая половина -- отраженная от второй границы волна). Откуда 200 процентов? 100 процентов --- исходная волна (падающая на границу слева), еще 100 процентов --- от второго отражения (волна бегущая влево в пленке, т.е. падающая на границу слева волна). Общий поток в пленке, как очевидно 200 - 100 = 100 процентов. В пленке смешанная бегуще-стоячая волна.


Вы почему-то (ошибочно) считаете, что мощность прошедшей волны после первой границы в случае интерференции такая же, как когда интерференции нет. Вот из этой ошибки и вырастает парадокс.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 15:34 


25/04/16
15
wrest в сообщении #1341882 писал(а):
То есть первый слой это полупрозрачное зеркало с одной стороны и прозрачный материал с обратной, а второй слой это просто зеркало, что ли? Ну да, в зеркало (второй слой) ничего не пройдёт, на то оно и зеркало.

Именно
Изображение
Понятно, что во второй слой ничего не пройдет. Вопрос в том, куда денется энергия, если толщину пленки и коэффициенты отражения подобрать так, как показано на рисунке - чтобы отраженные лучи взаимно подавились

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 16:15 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
xsm в сообщении #1341920 писал(а):
Вопрос в том, куда денется энергия, если толщину пленки и коэффициенты отражения подобрать так, как показано на рисунке - чтобы отраженные лучи взаимно подавились


А такое невозможно подобрать! Если вторая поверхность 100 процентное зеркало, то устроить интерференционное подавление невозможно, как ни подбирай толщину и коэффициент отражения на первой поверхности, будет всегда отражаться 100 процентов.

То, что я писал выше, это для случая, когда на второй поверхности коэффициент отражения тоже 50 процентов.


А на картинке вы ерунду нарисовали. Если на первой поверхности отражается 50 процентов, то от второго отражения все 50 процентов наружу не выдут. Не бывает таких поверхностей раздела, что в одну сторону отражается 50 процентов, а в другую сторону -- проходит все без отражения. Тщательнее надо :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 16:37 
Аватара пользователя


27/02/12
3957

(Оффтоп)

xsm в сообщении #1341920 писал(а):
Вопрос в том, куда денется энергия, если толщину пленки и коэффициенты отражения подобрать так, как показано на рисунке - чтобы отраженные лучи взаимно подавились

Давно хотел спросить...
По Вашему мнению - на какое расстояние от точки отражения лучи (которые в противофазе на Вашей картинке)
должны удалиться, чтобы им пришла в голову мысль "удавить друг друга"? :wink:
Поместил в оффтоп, считая вопрос идиотским. Но Вы вынудили... :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 17:11 


12/08/15
189
Stockholm
xsm в сообщении #1341920 писал(а):
wrest в сообщении #1341882 писал(а):
..первый слой это полупрозрачное зеркало с одной стороны и прозрачный материал с обратной, а второй слой это просто зеркало..

Изображение
Понятно, что во второй слой ничего не пройдет. Вопрос в том, куда денется энергия, если толщину пленки и коэффициенты отражения подобрать так, как показано на рисунке - чтобы отраженные лучи взаимно подавились


Во-первых, есть неточность в рисунке - если первая поверхность является светоделителем 50/50, то от второго луча наружу выйдет 25%, которые будут в противофазе с первым лучом. Оставшиеся 25% еще раз повторят путь между поверхностями. В следующей иттерации наружу выйдет еще 12.5%, потом, на следующем шаге, выйдет 6.75% и т.д., до бесконечности (раз у нас идеальные материалы, без потерь)

Нужно еще учесть набег фазы на пол-волны при отражении от более плотной среды, а на светоделителе происходит отражение с двух сторон.

 Профиль  
                  
 
 Re: Интерференция в тонких пленках
Сообщение27.09.2018, 21:02 


25/04/16
15
Alex-Yu в сообщении #1341933 писал(а):
А такое невозможно подобрать!

Не можете - не значит невозможно :D И как же мысленный эксперимент, собственно?
miflin в сообщении #1341936 писал(а):
По Вашему мнению - на какое расстояние от точки отражения лучи (которые в противофазе на Вашей картинке)
должны удалиться, чтобы им пришла в голову мысль "удавить друг друга"? :wink:
Поместил в оффтоп, считая вопрос идиотским. Но Вы вынудили... :-)

Такие вопросы задаете. Если бы я знал не идиотский ответ, я бы тоже не задавал идиотских вопросов )

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 48 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group