Tìm hiểu các lớp bao phủ trên thấu kính

26-02-2014, 11:45 am

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.

Bài viết liên quan

• 
  Vòng cổ định vị vệ tinh dành cho thú cưng 26-09-2016, 4:59 pm

  Vòng cổ định vị vệ tinh dành cho thú cưng

• 
  Cách chụp ảnh tương phản sáng High Key 06-01-2016, 11:00 am

  Kỹ thuật phản sáng High-key yêu cầu một máy ảnh có thể chỉnh độ phơi sáng, một nguồn sáng hợp lý, và các bước xử lý hậu kỳ hình ảnh. Bài viết sau ...

• 
  Kinh nghiệm khi chọn mua ống nhòm. 27-05-2019, 10:10 am

  Bạn cần một chiếc ống nhòm tốt, nhưng bạn lại không có kinh nghiệm khi chọn mua. Bạn băn khoăn không biết nên lựa một chiếc ống nhòm như thế nào là ...

• 
  Nhuộm màu sóng điện thoại di động trong đô thị Mỹ 06-01-2016, 11:01 am

  Màu sắc khác nhau thể hiện những tần số di động riêng của mỗi trạm phát. Người ta dựng hàng trăm trạm thu, phát sóng di động trong thành phố để đáp ứng ...

• 
  Google đã tìm ra cách tuyệt vời để bảo vệ và phát triển Android: mua lại Motorola Mobility. 06-01-2016, 11:01 am

  Android đang làm mưa làm gió trên thị trường di động và với vụ mua lại Motorola của Google, có lẽ Android sẽ như hổ mọc thêm cánh.

• 
  Tìm hiểu về các kiểu định vị GPS 06-01-2016, 11:02 am

  Độ chính xác định vị GPS không những chỉ phụ thuộc vào loại trị đo dùng trong xử lý mà còn phụ thuộc đáng kể vào kiểu định vị

• 
  100% xe taxi trang bị GPS vào năm 2015 ở Hà Nội 06-01-2016, 11:02 am

  Việc lắp đặt thiết bị định vị GPS đối với toàn bộ hệ thống taxi trên địa bàn thành phố sẽ giúp các cơ quan chức năng, các doanh nghiệp kinh doanh dịch ...

• 
  Những hình ảnh thiên văn học ấn tượng 2013 06-01-2016, 11:03 am

  Kính viễn vọng không gian khổng lồ, thiên thạch có đuôi, nhật thực hiếm quét qua ba châu lục là những hình ảnh thiên văn học ấn tượng được ghi nhận trong ...

• 
  Kính viễn vọng lớn nhất thế giới 06-01-2016, 11:03 am

  Chiếc kính thiên văn lớn nhất thế giới đang được xây dựng sẽ tiết lộ những bí mật vũ trụ không quan sát được trước đây.

• 
  Ưu điểm của hệ thống vô tuyến trung kế- Radio Trunking 06-01-2016, 11:03 am

  Hệ thống vô tuyến trung kế radio trunking sẽ được trình bày sơ bộ dưới đây gồm 1 trạm (site), nhiều kênh (tùy thuộc sử dụng), sử dụng dải tần VHF/UHF ...

• 
  Những bức ảnh của vệ tinh viễn thám Việt Nam 06-01-2016, 11:09 am

  VNREDSat- 1 đang hoạt động ổn định trong quỹ đạo và truyền về mặt đất những bức ảnh chất lượng không chỉ thuộc lãnh thổ Việt Nam, mà là nhiều nơi ...

• 
  Chip tự định vị 06-01-2016, 11:10 am

  Các chuyên gia Mỹ vừa giới thiệu một dòng chip mới có khả năng tự định vị mà không cần sự hỗ trợ của các hệ thống vệ tinh phức tạp.

• 
  Ngắm kính thiên văn quang học lớn nhất thế giới 06-01-2016, 11:10 am

  Kế hoạch xây dựng kính thiên văn quang học lớn nhất thế giới trên đỉnh của một ngọn núi lửa ở Hawaii đã được phê duyệt.

• 
  Việt Nam sử dụng thành công tín hiệu định vị Galileo 06-01-2016, 11:11 am

  Hệ thống định vị Galileo là một hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) được xây dựng bởi Liên minh châu Âu (EU).

• 
  10 cách để đảm bảo tuổi thọ và độ bền của pin 06-01-2016, 11:11 am

  10 cách để đảm bảo tuổi thọ và độ bền của pin

• 
  Hệ thống vệ tinh GLONASS 06-01-2016, 11:12 am

  Các vệ tinh của hệ GLONASS liên tục phóng ra các tín hiệu định vị theo 2 dạng: tín hiệu định vị chính xác chuẩn (Ch) ở tần số L1 (1,6 GHz) và tín hiệu ...

• 
  Tìm hiểu về ống nhòm đêm 06-01-2016, 11:12 am

  Công nghệ quan sát ban đêm đã qua nhiều năm phát triển cả về mặt công nghệ và kinh tế.Thiết bị quan sát ban đêm là thiết bị dùng để quan sát trong điều ...

• 
  Những lợi ích của chức năng quét của máy bộ đàm 06-01-2016, 11:12 am

  Bộ đàm có nhiều hơn một kênh có thể được trang bị tính năng quét. Tuy nhiên bộ đàm chỉ quét tần số đã được lập trình trong máy.

• 
  Tiêu chuẩn IP và MIL-STD 810 của máy bộ đàm 06-01-2016, 11:13 am

  IP (Ingress Protection) code là hệ thống các chỉ số đánh giá mức độ bảo vệ đối với bụi bẩn, chất lỏng hoặc nước của vỏ bọc, vỏ bảo vệ bên ngoài ...

• 
  VN lại phóng vệ tinh do quốc gia khác sản xuất cùng 06-01-2016, 11:14 am

  vệ tinh đầu do Việt Nam và Nhật Bản phối hợp sản xuất. Vệ tinh thứ hai do người Việt Nam tự chế tạo, sản xuất và được lắp đặt ngay tại khu CNC Hòa ...