A szemüveglencsék antireflex rétegének jelentősége a gyakorlatban (2. rész)

Kommunikációs problémák

A tükröződés jelentős kommunikációs és kozmetikai hátrányokkal is jár, szemünk láthatóságát csökkenti. A szem a lélek tükre – mondják, mert gondolatainknak csak kis részét fejezzük ki szavakkal, így a kommunikációban szemünk jelentős szerepet játszik. Van, aki éppen ezért idegenkedik a telefontól, mások viszont előnyben részesítik, mivel így jobban elrejthetik gondolataikat. Sokan nem azért veszik le a szemüveget beszélgetés közben, hogy jobban lássanak, hanem hogy jobban értsék partnerüket. (Egymás szemének a figyelésére két szemüveget viselő embernek van a legkisebb esélye.)
A kommunikáció sikerére tehát jelentős hatással van, ha partnerünk szeme helyett különféle tükörképeket látunk. Az antireflexiós réteg ezért esetleg fontos megbeszéléseink sikerét is befolyásolhatja.
Érdekes problémát okoznak a forrasztott bifokális lencsék, ezek pikkelye ugyanis magasabb törésmutatójú, ezért jobban csillog, mint az alapüveg.
Igen fontos annak megemlítése is, hogy a vastagabb szemüveglencsék széle a többszörös visszaverődés miatt megsokszorozva látszik és a szemüveg erősebbnek tűnhet, mint amilyen a valóságban.
Az eddigiek alapján eldönthető az a néha még felmerülő kérdés, hogy a lencse melyik oldalát kell ellátni reflexiócsökkentéssel. Természetesen mind a kettőt!
A szemüvegek káros csillogása elleni védekezés egyszerű: mivel a reflexiót a törésmutatók aránya okozza, a szubsztrátumot be kell vonni egy olyan réteggel, melynek törésmutatója az üvegnél az üvegével, a levegőnél a levegőével azonos, magán a rétegen belül pedig folyamatosan változik n_s-től n₀-ig. Mivel sehol sincs ugrásszerű törésmutató-változás, csillogás sem jelentkezik.
A kiváló ötlet megvalósítását jelenleg még bizonyos technikai nehézségek akadályozzák, ezért be is kell érni kompromisszumos megoldásokkal, például azzal, hogy a folyamatosan változó rétegeket egy vagy több vékony réteggel helyettesítjük.
A gyakorlat azt mutatja, hogy már egy réteggel is igen jó eredményeket lehet elérni. Az ilyen réteg az optikai interferencia elvén működik.
Ha egy szubsztrátumot olyan réteggel vonunk be, melynek vastagsága a fény hullámhosszának negyede, vagy annak páratlan számú többszöröse, akkor a réteg két oldaláról visszaverődő fénysugarakra az optikai interferencia kioltási feltétele érvényes. Az egyik sugár ugyanis a kétszeres rétegvastagságnak megfelelő többlet utat tett meg a másikhoz képest.
Ekkor a reflexió megszűnik. Mivel a rétegvastagsága negyedhullámhossz páratlan számú többszöröse, az ilyen réteget negyedhullám-rétegnek is szokták nevezni, vagy vékonyrétegnek.
A kioltás csak arra a hullámhosszra érvényes, amelyre a rétegvastagságot is kiszámítottuk. Ez a központi (centrális) hullámhossz ettől eltérő hullámhosszoknál a réteg már nem biztosítja a reflexió tökéletes kioltását.
Az is nyilvánvaló, hogy a réteg csak a kiszámított vastagság pontos betartása esetén működik tökéletesen. Amennyiben a megvalósított vastagság a centrálistól eltérne, hatása csökken, sőt kétszeres központi hullámhossznak megfelelő vastagság esetén (ez a félhullám-réteg) hatástalanná válik.
A teljes kioltás érdekében az amplitudófeltételt is biztosítani kell. Fersnel képlete alapján nyilvánvaló, hogy a két visszavert hullám erőssége (reflexiója) akkor lesz egyenlő, ha az egymás mellett lévő közegek törésmutatóinak aránya azonos, azaz

n_o/n_r = n_r/n_s

innen kapjuk, hogy:

n_r = √n_o x n_s

Azaz a megfelelő réteg törésmutatója a két közeg törésmutatójának mértani közepével egyenlő. Mivel általában n_o= 1 (levegő), ez úgy is mondható, hogy a megfelelő réteg törésmutatója a szubsztrátum törésmutatójának négyzetgyöke.
A normál koronaüveg törésmutatója 1,523, ennek négyzetgyöke 1,234. Sajnos ilyen törésmutatójú használható anyag a gyakorlatban nem létezik. Az elméletben legközelebb álló törésmutatójú anyag a magnéziumfluorid (MgF₂) – ez aránylag könnyen felvihető a szubsztrátum felületére és ott jól tapadó, elegendő keménységű réteget alkot.
Minél magasabb az üveg törésmutatója, annál szükségesebb és érdemesebb AR ellátni réteggel, mivel a magas törésmutató nagy reflexiót eredményez, ugyanakkor a réteg hatásossága az üveg törésmutatójának emelkedésével nő.

A negyedhullám-réteg reflexió görbéje némiképp V-betűre emlékeztet (ezért néha V-rétegnek is nevezik), azaz centrális hullámhosszhoz tartozó minimum két oldalán a reflexió fokozatosan emelkedik.
Innen ered a réteg színe. A réteg ugyanis leginkább a látható spektrum két szélén lévő színeket, az ibolyakék és a vöröset (kevésbé, mint az ibolyát) veri vissza. A két szín keveréke a réteg kékes ibolya színe.
Ahhoz, hogy vékonyréteggel bevont szemüvegünk előnyeit jobban élvezhessük, ne tévesszük szem elől az alábbiak betartását.

A réteg anyagának keménysége elvileg az üvegével azonos. Ne feledjük azonban, hogy a réteg mégiscsak egy hártya és így könnyen átszakadhat. Ezért a rétegzett szemüvegre még fokozottabban vonatkozik a szabály, hogy a lencse domború oldalával lefelé letenni nem szabad. A szemüvegtok ne legyen tasakszerű, hanem inkább kazetta jellegű, mert a tasakba való bedugáskor végigdörzsöljük a lencse felületét.
Fontos a szemüveg tisztán tartása is. A réteg kiszámításakor ugyanis abból indulunk ki, hogy a réteg egyik oldalán a szubsztrátum helyezkedik el, a másikon pedig a levegő. Ebből következik, hogy például vízben a réteg nem működik, de akkor sem, ha szennyeződés fedi, mivel annak törésmutatója a levegőétől eltér.
A tisztítás nem is olyan könnyű művelet és van esély arra, hogy a lencse felületén marad némi szennyeződés. Ha nem vagyunk teljesen biztosak abban, hogy a lencse felületét tökéletesen meg tudjuk tisztítani, akkor helyesebb, ha a törlő mozdulatokat inkább vízszintes, mint függőleges irányba végezzük. A vízszintes irányú törlésnél ugyanis vízszintesen, míg a függőlegesnél függőlegesen csíkozott mintázat maradhat a lencse felületein, amely optikai rácsként működve egy pont alakú fényforrás (autófényszóró) képét függőleges vagy vízszintes fénycsóvává alakítja át. A vízszintes irányú tisztítás tehát ezért helyesebb, mert ellenkező esetben például gépkocsi vezetésekor a keletkező vízszintes irányú fénycsóvák a szem gyakoribb mozgásirányában, vízszintes síkban fedik a látómezőt és rontják a kontrasztot. Leghelyesebb, ha megszokjuk, hogy kézmosáskor a szemüveget is megmossuk vízzel és szappannal, majd nem szálasodó törölközővel leszárítjuk.

Végezetül tekintsük át röviden, mikor ajánlott a reflexiócsökkentő réteg alkalmazása.
1. Alacsony dioptriánál a szellemkép és a káprázás veszélye miatt javasolt.
2. Magas mínuszok esetében a szél láthatóságának csökkentése teszi szükségessé.
3. Gépkocsi vezetésekor szinte nélkülözhetetlen a réteg, ha biztosak akarunk lenni abban, hogy az adott körülmények között elérhető optimális látásviszonyok mellett vezetünk.
A fenti javaslat megfogadása annál fontosabb, minél nagyobb a szemüveg-lencse anyagának törésmutatója.

Forrás: Az ismertető Dr. Rózsa Sándor – Néhány gondolat az optikai vékonyrétegekről című cikke alapján készült.

A cikk első része: A szemüveglencsék antireflex rétegének jelentősége a gyakorlatban (1. rész)