Коэффициент пропускания оптической системы

Для оценки оптической системы как передатчика оптического излучения или световой энергии применяют энергетические или световые величины и соответствующие единицы их измерений. Оптический диапазон подразделяют на ИК-область (от 0,760 мкм до 1 мм), видимою (0,380 – 0,76 мкм) и УФ-область (10^-3 – 0,38 мкм). Инфракрасная область делится на коротковолновый участок (0,76 – 1,5 мкм), средневолновый (1,5 – 2 мкм) и длинноволновый (20 мкм – 1 мм).

Коэффициент пропускания оптической системы относится к основным светотехническим характеристика оптической системы. Он зависит от сложности оптической системы и её рабочего спектрального диапазона и может изменяться от 0,2 до 0,95.

Световые потери в оптических системах обусловлены потерями на поглощение и рассеяние в оптических материалах, из которых изготовлены оптические элементы, отражением (френелевским) от поверхности оптических элементов, потерями на отражение в оптических зеркалах, а также потерями в оптических элементах, выполняющих особые функции (светофильтрах, спектральных светоделителях, защитных стеклах и др.)

Для снижения потерь за счет отражения от поверхностей оптических элементов применяют просветляющие покрытия.

Просветление оптических деталей (применения интерференции).

n₁                  1         2

   n₂                                                                       d

       n₃

Пленка толщиной d с показателем преломления n₂ наносится на деталь с показателем преломления n₃, находящуюся в среде с показателем преломления n₁. При малой толщине пленки волны 1 и 2, отраженные от поверхностей пленки когерентны и интерферируют. Если разность хода между ними равна l¤2, то они подавят друг друга и интенсивность отраженного света с длиной волны l снизится. Если  n₂ = , то амплитуды волн 1 и 2 будут равны друг другу, поэтому будет полное гашение отраженной волны. Для стекла К8 находящегося в воздухе n₂ должно равняться 1,3. Поскольку пленки из материалов с таким показателем преломления не прочные, используют большее число слоев.

Если отраженные волны будут в фазе, то увеличится отражение. Таким образом, нанося различные покрытия можно просветлить поверхность, а можно получить диэлектрическое зеркало с большим коэффициентом отражения, меньшим рассеянием и поглощением чем металлическое зеркало. Следует помнить, что диэлектрические покрытия работают в ограниченном спектральном интервале, причем, чем больше слоев, тем лучше просветление либо отражение, но уже спектральный диапазон работы.

Коэффициент пропускания оптической системы приближенно можно вычислить по формуле:

где – число границ крон-воздух;  число границ флинт-воздух; , , – число одно-, двух- и трехслойно просветленных поверхностей, соответственно; d – суммарная толщина оптических деталей по оси, в сантиметрах; число отражающих (зеркальных) поверхностей.

Поверхности склеек и отражающие поверхности призм с полным внутренним отражением при этом расчете не учитывают.

Практическая часть

Рассчитать коэффициент пропускания оптической системы, начертить оптическую схему зрительной трубы по данным, полученным в лабораторной работе №2 и №3 в соответствии с ГОСТ 2.412-81.