当光射到两种透明介质的界面时,若光从光密介质射向光疏介质,光有可能发生全反射;当光从光疏介质射向光密介质,反射光有半波损失。对于玻璃镜头上的增透膜,其折射率大小介于玻璃和空气折射率之间,当光由空气射向镜头时,使得膜两面的反射光均有半波损失,从而使膜的厚度仅仅只满足两反射光的光程差为半个波长。膜的后表面上的反射光比前表面上的反射光多经历的路程,即为膜的厚度的两倍。所以,膜厚应为光在薄膜介质中波长的1/4,从而使两反射光相互抵消。由此可知,增透膜的厚度d=λ/4n(其中n为膜的折射率,λ为光在空气中的波长)。
三、为什么增透膜要用折射率为1.38的氟化镁作材料镀制呢?
单层增透膜的理论依据表明:当膜的折射率n膜满足: (其中n空、n玻分别为空气和玻璃的折射率)时,反射光的强度为零,光的透射率为100%。对于一般折射率在1.5左右的光学玻璃,为了用单层膜达到100%的增透效果,其膜的折射率 =(n空 X n玻)1/2 =(1 X 1.5)1/2=1.22 折射率如此低的镀膜材料很难找到。所以,现在一般都用折射率为1.38的氟化镁(MgF2)镀制单层增透膜。不过对于折射率较高的光学玻璃,单层氟化镁膜能达到很好的增透效果。
四、为什么涂有增透膜的光学镜头呈淡紫色呢?
对于增透效果很好的氟化镁膜,仍有约1.3%的光能量被反射,再加之对于其它波长的光,给定膜层的厚度不是这些光在薄膜中的波长的1/4倍,增透效果较差些。在通常情况下,入射光为白光,增透膜只能使一定波长的光反射时相互抵消,不可能使白光中所有波长的光都相互抵消。在选择增透膜时,一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消,这时光谱边缘部分的红光和紫光并没有完全抵消,因此,涂有增透膜的光学镜面呈淡紫色。