Поосветляющее

Как известно, свет при прохождении через оптические среды отражается на границе их раздела. Отражение света на границах воздух-линза и линза-воздух приводит к уменьшению светопропускания линзы. Так, без специальной обработки линза может пропускать 80-90% падающего на нее света. Отражение света на поверхности очковой линзы приводит не только к снижению количества достигающего глаза света, но и вызывает появление на линзе бликов, ложных изображений и, так называемых, «гало» вокруг ярких источников освещения. Все это в целом заметно уменьшает контраст изображения видимого сквозь очки, ухудшает зрительный комфорт. В определенных ситуациях подобное ухудшение качества зрения может привести к серьезным последствиям. Например, многим водителям, пользующимся очками, хорошо известен при вождении автомобиля ночью эффект ослепления от света фар едущей сзади машины. И хотя это ослепление имеет кратковременный характер, оно может при неблагоприятном стечении обстоятельств создать аварийную ситуацию на дороге. Кроме того, образующиеся на линзах блики значительно ухудшают внешний вид пользователя очками, мешают собеседнику видеть глаза за линзами. Это особенно нежелательно для людей, часто выступающих перед публикой, например, для телеведущих информационных программ. Отрицательно относятся к подобному ухудшению внешнего вида и люди, уделяющие повышенное внимание своему облику.

Блики и ложные изображения возникают на линзах любого типа, включая цветные и фотохромные, причем они становятся наиболее заметными для линз из высокопреломляющих материалов, получивших в настоящее время самое широкое распространение. Для того, чтобы уменьшить отражение света от линзы и увеличить ее светопропускание на поверхность линзы в вакуумной камере наносят специальное тончайшее пленочное покрытие. Эти покрытия были открыты после обнаружения того факта, что телескопы, проработавшие несколько лет, попускают света больше, чем только что изготовленные. Как оказалось, причиной явилось воздействие атмосферного воздуха, вызывающего образование на поверхности линзы телескопа тонкого слоя с показателем преломления, отличного от материала линзы.

Объяснение наблюдаемого уменьшения отражения света объясняется эффектом интерференции. Известно, что свет имеет волновую природу, а при наложении двух волн происходит интерференция, т.е. амплитуды волн складываются. Если волны находятся в противофазе (максимум амплитуды одной волны совпадает с минимумом другой), то они взаимно гасятся: суммарная волна получается очень слабой (с очень маленькой амплитудой). Поэтому, если отраженная от раздела «пленка-линза» волна будет в противофазе с волной, отраженной от границы воздух-пленка, то линза с такой пленкой практически не будет отражать свет и ее светопропускание увеличивается.

Если покрытие однослойное (1 пленка), то оно эффективно только для одной длины волны ( а очковые линзы используются в достаточно широком диапазоне длин волн); в результате, оно способно снизить отраженный световой поток в 2 и даже 2, 5 раза. Для еще большего уменьшения отражения света применяют комбинацию нескольких пленок (до 7-8 слоев) с различными показателями преломления, добиваясь уменьшения отражения в нескольких точках видимого спектра. Такая система позволяет уменьшить отражение света в 5-10 раз в зависимости от количества слоев.

Просветляющие покрытия позволяют получить следующие практические преимущества:

* увеличить пропускание света через линзу до 98-99% путем уменьшения отраженного от поверхности линзы светового потока;

* устраняют ложные изображения, формируемые при отражении света на поверхностях линзы;

* избавляют глаза от перенапряжения и, тем самым, обеспечивают зрительный комфорт;

* позволяют видеть глаза собеседника за линзами очков.

На практике просветляющие покрытия очень важны для линз из высокопреломляющих материалов, поскольку для них отражение света особенно велико.

Все линзы с просветляющими покрытиями обладают остаточным видимым отражением, так называемым рефлексом. Это отражение у каждого покрытия будет своего определенного цвета.

У высококачественных многослойных покрытий рефлекс бывает очень слабым и имеет неяркий цвет. У покрытий, имеющих 1-2 слоя, рефлекс имеет яркую заметную окраску. Современные просветляющие покрытия представляют собой сложную конструкцию из материалов, показатель преломления которых и толщина слоя строго определены достаточно сложными расчетами для получения максимально эффективного покрытия. Появление на поверхности линзы с таким покрытием дополнительных слоев в результате загрязнения жировыми пятнами (например, от пальцев) нарушает работу многослойной системы покрытия. Жировые пятна на линзе с просветляющим покрытием особенно заметны поскольку микроскопическая структура просветляющих пленочных покрытий представляет собой чередование возвышенностей, с высокой плотностью напыленного материала, и промежуточных, практически пустых, зон. Жировые загрязнения заполняют промежуточные зоны, откуда их очень трудно удалить, что затрудняет очистку линз с просветляющим покрытием от грязи. Для борьбы с этим эффектом на поверхность линзы наносят поверхностный сверхтонкий слой, не влияющий на эффект просветления (для этого слоя применяют вещества, известные как фтористые полисилазаны с асимметрично расположенными молекулами). В результате нанесения на поверхность таких веществ, во-первых, поверхность приобретает водо- и грязеотталкивающие свойства, а во-вторых, эти вещества заполняют пустые зоны, препятствуя тем самым попаданию и закреплению в них загрязняющих веществ. Как результат — линза меньше загрязняется и легче очищается. В настоящее время все линзы с фирменными многослойными покрытиями имеют верхний водо- и грязеотталкивающий слой.