16 Применение интерференции. Просветление оптики. Измерение чистоты оптики.

Явление интерференции широко используют для создания различных измерительных и контролирующих устройств.

Существуют специальные приборы — интерферометры, действие которых основано на явлении интерференции. Их назначение — точное измерение длин волн, показателей преломления, коэффициентов линейного расширения и др.

 Используя явление интерференции, можно оценить качество обработки поверхности изделия с точностью до 10^-6 см. Для этого нужно создать тонкую клиновидную прослойку воздуха между поверхностью образца и очень гладкой эталонной пластинкой. Неровности поверхности вызовут заметные искривления интерференционных полос, образующихся при отражении света от проверяемой поверхности и нижней границы эталонной пластинки.

Просветление оптики

Просветление оптики, то есть создание покрытий на поверхности оптических деталей, в первую очередь линз, является одним из простейших и наиболее распространенных применений интерференции света. На поверхности линзы создаётся специальное покрытие.

В таком случае волны, отраженные от границ раздела пленка-воздух и пленка-стекло будут складываться в противофазе и “гасить” друг друга. Для того чтобы это гашение было наиболее эффективным, необходимо дополнительно постараться уравнять амплитуды обеих отраженных волн. Это достигается подбором материала пленки.

На практике удачным подбором материала пленки удается снизить коэффициент отражения поверхности в 20-100 раз по сравнению с исходной поверхностью стекла - для когерентного излучения данной длины волны.

В случае когда падающий на поверхность свет не монохроматический, т.е. состоящий из света разных цветов (фотографические, микроскопические устройства), из вышеприведенной формулы очевидно, что обеспечить идеальное просветление для всех спектральных компонент невозможно. Поэтому просветление обычных бытовых фотообъективов и т.п. устройств выполняется в расчете на наилучшее просветление в области максимальной спектральной чувствительности глаза.

Кроме того, существует техника создания многослойных просветляющих покрытий со слоями различной толщины, эффективно осуществляющих гашение отраженного света в достаточно широкой спектральной области. Принцип действия таких слоев тот же что и описанный выше - взаимное интерференционное гашение двух или нескольких волн, отраженных от границ раздела многослойного покрытия.

Измерение чистоты оптики

Для измерения чистоты поверхности оптики существует множество методов, которые можно условно разделить на аналитические методы и методы экспресс-измерений. Первые позволяют получать информацию о чистоте поверхности, отличающуюся достоверностью и полным соответствием измеряемым величинам. Для измерения в таких методах используются растровые, туннельные микроскопы, оже-спектрометры, спектрофотометры, профилометры, профилографы и т.д. Серьёзным недостатком таких методов является высокая стоимость, энергоёмкость и низкая производительность, что делает их использование неприемлемым для проведения экспресс-контроля, когда требуется быстро и достоверно определить соответствие состояния поверхности контролируемой оптики технологической чистоте. Методы экспресс-контроля чистоты поверхности позволяют проводить измерения гораздо быстрее аналитических и предъявляют менее строгие требования к чистоте технологического помещения, в котором проводятся измерения