Tìm hiểu các lớp bao phủ trên thấu kính

Một ống kính được cấu tạo bởi nhiều thấu kính. Cấu tạo và chất lượng của các thấu kính khác nhau. Ngày nay, chất lượng của các thấu kính không còn được quyết định nhiều bởi chất liệu làm nên nó hay sự trong suốt của nó, mà chủ yếu và quan trọng hơn cả là lớp phủ lên bề mặt nó.

Ngay cả những thấu kính được coi là trong suốt nhất, khi được chiếu sáng, cũng có một phần ánh sáng tới bị phản xạ trở lại. Một ống kính hiện đại, được cấu tạo bởi nhiều thấu kính, vì thế, trên con đường đi đến bộ cảm biến (sensor), một chùm tia sáng sẽ phải đi qua rất nhiều bề mặt của các thấu kính. Lượng sáng thực tế đến được cảm biến sẽ bị giảm đi. Ngoài ra, ánh sáng phản xạ còn gây ra các hiệu ứng bất lợi, như hiện tượng tán sắc, làm sai lệch chùm ánh sáng đến bộ cảm biến dẫn tới giảm đáng kể chất lượng hình ảnh.

Mục đích của các nhà sản xuất ống kính là làm sao cho phần ánh sáng phản xạ trước một thấu kính càng ít càng tốt. Cách tiện lợi và thông dụng nhất là tạo các lớp phủ tốt nhất lên bề mặt của thấu kính. Nghĩa là làm cho các thấu kính "tốt hơn". Có rất nhiều phương pháp phủ bề mặt thấu kính, chúng phụ thuộc chủ yếu vào sự phức tạp và công phu của kỹ thuật, do đó cũng làm cho các ống kính đắt rẻ khác nhau đáng kể. Chúng tôi chỉ xin được trình bày một cách rất ngắn gọn và đơn giản hóa lý thuyết chung của một vài phương pháp này.

1. Phủ đơn giản, phủ một lớp

Khi ánh sáng chiếu vào một thấu kính, có nghĩa là ánh sáng đang đi từ môi trường quang học loãng (không khí) sang môi trường quang học đặc (kính). Sự thay đổi môi trường này được biểu thị bằng chỉ số khúc xạ của từng vật chất. Vd, nếu coi môi trường chân không có chỉ số khúc xạ bằng 1, thì với không khí, nó sẽ vào khoảng 1. Dựa vào đó, người ta thấy, các loại kính quang học có chỉ số khúc xạ từ 1,4 đến 2.
Một lớp phủ đơn giản nhất đã được người ta nhắc đến từ năm 1886, khi phát hiện ra rằng, ánh sáng chiếu trực tiếp đến thấu kính, phản xạ nhiều hơn khi qua một lớp phủ đơn giản. Bằng những phép đo chuyên dụng, ánh sáng chiếu trực tiếp, vuông góc, qua lớp không khí (n=1), đến lớp kính (n=1,5) cho lượng sáng phản xạ là 4%, còn ánh sáng đến từ lớp không khí (n=1), qua lớp phủ bề mặt  vào thấu kính (n=1,22), có lượng sáng phản xạ là 2%. (Hình-01).

2. Lớp giao thoa

Chúng ta đều biết, ánh sáng tồn tại dưới dạng hạt và sóng. Nghĩa là có thể miêu tả ánh sáng dưới dạng sóng lan tỏa theo hướng chiếu sáng. Nếu hai chùm tia sáng lan tỏa song song và tới nhau, chúng sẽ giao thoa và có thể làm cho nhau mạnh lên hoặc triệt tiêu nhau. Chúng bị triệt tiêu khi đáy sóng của tia sáng này trùng khít với đỉnh sóng của tia sáng kia.

Lớp phủ trên bề mặt thấu kính sẽ tạo ra bước sóng đúng bằng 1/4 bước sóng của tia sáng trên, để ánh sáng từ lớp không khí vào lớp phủ và rồi mới từ lớp phủ vào lớp kính không có đáy sóng trùng lên nhau, và như vậy, làm cho hiện tượng triệt tiêu lẫn nhau bị xóa bỏ, nói cách khác,  phần lớn ánh sáng sẽ đến được với bộ cảm biến. (Hình-02)Tuy nhiên, đó là lý thuyết, và cũng chỉ sẩy ra được với một bước sóng (đơn sắc) được chiếu vuông góc. Trên thực tế, ánh sáng mà ta nhìn thấy được là ánh sáng đa sắc, có dải màu với những bước sóng vào khoảng từ 380 nm đến 730 nm, và đến với nhiều góc độ khác nhau.

Vì thế, ống kính hiện đại được phủ một cách phức tạp với nhiều lớp (Multi-Coalting), có tác dụng trên nhiều bước sóng làm giảm lượng sáng phản xạ. Có rất nhiều lớp được tính toán kỹ càng khi phủ lên thấu kính để chúng hỗ trợ nhau và lượng sáng dẫn tuyền cho phép đạt đến 99,9%. Tất nhiên những thấu kính này được sản xuất trong những điều kiện rất phức tạp và công phu, đồng nghĩa với việc giá thành không hề thấp. Không phải trong một ống kính, tất cả các thấu kính đều được phủ và có chất lượng như nhau, mà thông thường chỉ có các thấu kính ở đầu và cuối ống kính. Chúng được đánh dấu riêng, ví dụ như hãngNikon gọi là các thấu kính ED.

Nhận xét bài viết

(Xem mã khác)

(Vui lòng điền đầy đủ thông tin hoặc đăng nhập bằng tài khoản Facebook hoặc Gmail)

Hiện tại chưa có ý kiến đánh giá nào về bài viết này. Hãy là người đầu tiên chia sẻ cảm nhận của bạn.