Потери света в оптических приборах

Потери света в оптических приборах [c.67]

ПОТЕРИ СВЕТА В ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРАХ [c.66]

Эффект уменьшения отражения на границе раздела воздух-стекло называется просветлением оптики, он широко применяется для уменьшения потерь света в оптических приборах. Конечно, полное просветление может быть достигнуто лишь для волны одной длины — той, для которой выполнено соотношение X = Adn . [c.105]

В оптических приборах с большим числом отражающих поверхностей (более 10) потери света из-за отражения могут достигать нескольких десятков процентов в обычном призменном бинокле потери света на отражение около 25%. С увеличением показателя преломления стекла (среды) коэффициент отражения света возрастает (табл. 17). [c.460]

В оптических приборах различают три вида потерь света потери на отражение на преломляющих поверхностях потери на поглощение и рассеивание внутри массы стекла поглощение света в отражающих металлических поверхностях. [c.67]

В оптических приборах различают три вида потерь света [c.66]

Пример 9. Согласование импедансов в оптике. Пучок видимого света, проходящий через пластинку стекла, отражается дважды на границах воздух — стекло и стекло — воздух. Интенсивность отраженного пучка будет пропорциональна квадрату амплитуды отраженной волны (или квадрату коэффициента отражения, если амплитуда падающей волны принята за единицу). Поэтому при каждом отражении в соответствии с уравнением (42) п. 5.3 потери интенсивности равны (1/5) =1/25=4%. Соответственно при переходе через пластинку (две поверхности) эти потери составят 8%. [Мы пренебрегаем интерференцией отраженных от двух поверхностей волн. Для обычного белого света интерференционные эффекты равны нулю при усреднении по широкому диапазону частот (цветов). Обратите внимание на опыт 5.10. Такие потери (8%) недопустимы в оптических приборах, имеющих много границ стекло — воздух. Поэтому обычно поверхность линз покрывают неотражающим слоем. В соответствии с уравнением (49) импеданс покрывающего слоя должен быть геометрическим средним импедансов стекла и воздуха, т. е. он должен быть равен J/"l,50- 1,0л 1,22. Толщина слоя должна равняться где Jia — длина волны света в слое. Для волны [c.231]

На этом результате основан один из методов увеличения поверхностной прозрачности стекол, применяемый в оптической промышленности (так называемое просветление оптики). Для стекла п = = 1,5) отражательная способность равна Н = (п — 1) /(л + 1) = = 0,04 = 4%, т. е. совсем невелика. Однако оптические приборы состоят из многих деталей, изготовленных из стекла. Отражение на границах их соприкосновения является главной причиной ослабления света при его прохождении через оптический прибор. Так, например, потери света в призменном бинокле составляют свыше 50%, причем они почти целиком происходят за счет отражения света. Значительная доля отраженного света, благодаря последующим отражениям, доходит до глаза наблюдателя и, будучи в лучшем случае равномерно рассеянной, дает освещенный фэн, ослабляющий контраст света и тени в изображении. Особенно [c.420]

Был разработан метод, позволяющий чрезвычайно сильно уменьшать отражение света на свободной поверхности стекла (просеет-ление оптики). Путем химической обработки или осаждением постороннего вещества на стекле образуют поверхностный слой, показатель преломления и толщину которого стремятся подобрать так, чтобы лучи, отраженные от верхней и нижней границ этого слоя, благодаря интерференции взаимно погашались (см. упражнение 192). При хорошем подборе констант слоя удается весьма значительно ослабить отражение. Это крайне важно при конструировании приборов, состоящих из многих оптических частей, т. е. обладающих большим числом отражающих поверхностей. Так, в некоторых приборах, например, в перископах, подобная обработка ведет к уменьшению потерь на отражение в несколько раз. [c.477]

Конструирование все более сложных оптических приборов, увеличение их производства привели к тому, что склеивание приобрело огромное значение. Это объясняется его неоспоримыми преимуществами перед другими способами соединения оптических деталей. Показатель преломления оптического клея, как правило, имеет промежуточное значение между показателями преломления склеиваемых деталей — большинства кронов и флинтов (у бальзама, например, п = 1,52ч-1,54), и поэтому исключаются отклонения светового луча, проходящего через границу соприкосновения линз (у воздуха п = 1). При этом полностью исключается эффект полного внутреннего отражения. Кроме того, клей во много раз снижает отражение от склеиваемых поверхностей. Например, для двухлинзовой системы потеря света при механическом креплении составляет 9,6%, а при склеивании —только 0,07% [24]. Склеенные оптические детали удобны при сборке, так как при склеивании они центрируются относительно друг друга. Необходимо лишь подбирать подходящие условия закрепления их в оправе, чтобы не происходило деформации как клея, так и самих деталей. [c.29]

В некоторых оптических приборах с большим числом отражающих поверхностей до глаза наблюдателя доходит всего лишь 12% света, вошедшего в прибор, и, таким образом, общая потеря интенсивности света составляет 88%, причем из этого количества только 10—12% света поглощается стеклом, а остальные 76—78% тратятся на отражение. [c.647]

Эта формула показывает, что влияние оптического прибора на освещенность изображения сводится к изменению угла между крайними лучами, исходящими из противоположных точек предмета. Например, действие лупы как зажигательного стекла (в отсутствие потерь света) эквивалентно приближению источника (Солнца) на такое расстояние, чтобы он был виден невооруженным глазом под тем же углом зрения, как и входной зрачок (свободное отверстие) лупы из ее главного фокуса. [c.156]

Интерферометр Фабри—Перо. Интерферометр, или эталон Фабри—Перо, является в настоящее время основным прибором в спектроскопии высокой разрешающей силы. Его действие основано на интерференции большого числа лучей, получаемых при многократном отражении световой волны между двумя параллельно расположенными плоскими зеркалами, обладающими частичным пропусканием (рис. 26). В современных интерферометрах, как правило, используют многослойные диэлектрические зеркальные покрытия, которые наносят на подложки из оптического стекла или кварца в вакууме. Они позволяют получать высокие коэффициенты отражения света при малой величине потерь на поглощение. Худшие характеристики имеют покрытия из тонких пленок серебра и алюминия. [c.76]

Литиевые ситаллы отличаются низким коэффициентом термического расширения (к. т. р.) и, следовательно, высокой термостойкостью. Кристаллизацию их можно вести таким образом, что размер вырастающих кристаллов остается малым по сравнению с длиной волны видимого света. Такие ситаллы содержат большое количество кристаллической фазы, имеют к. т. р, близкий к нулю, и в то же время остаются оптически прозрачными. Основной кристаллической фазой в них является р-эвкриптит, который при температуре выше 800° С переходит в Р-сподумен с потерей прозрачности ситалла. Это ограничивает рабочие температуры этих ситаллов. Катализирующие добавки слегка окрашивают ситаллы в желто-коричневый цвет. Разработаны оптически прозрачные бесцветные ситаллы, а также ситаллы, имеющие рабочую температуру до 950° С. Оптически прозрачные ситаллы могут применяться в качестве смотровых и защитных окон высокотемпературных аппаратов и машин, работающих в условиях резко переменных температурных нагрузок, в оптических приборах ( i5 i2). [c.484]

Другой тип приборов базируется на регистрации изменений оптической плотности потока ОГ. Часть газа из выпускного трубопровода двигателя непрерывно вводится в кювету прибора длиной около 0,5 м и далее выбрасывается в атмосферу (рис, 10). Источник света освещает через столб ОГ фотоэлемент, фототок которого зависит от оптической плотности газа. Поток ОГ в измерительной кювете стабилизируется по давлению и температуре. Температура потока должна быть не выше 120 С, чтобы предотвратить потерю чувствительности фотоэлемента, и не ниже 70 С во избежание конденсации паров воды. По этому принципу работают дымомеры типа Хартридж (Англия), / Д.И-4 (ГДР), СЙДА-107 Атлас (СССР). Преимущество дымомера типа Хартридж — в высокой точности измерений, возможности непрерывно регистрировать дымность. Однако эти приборы сложны, потребляют много энергии, громоздки и тяжелы, поэтому нашли применение прежде всего при стендовых испытаниях дизелей. [c.24]

Условие заполнения объектива коллиматора светом выполняется для точки источника, расположенной на оптической оси. Для других точек источника (точка А на рис. 8, а) световые пучки попадают в объектив коллиматора лишь частично. Вследствие этого конец спектральной линии, для которого точка К на щели и точка Л в источнике являются сопряженными, освещен слабее центральных участков линии. Виньетирование устраняется с помощью вспомогательной линзы 5, которая устанавливается непосредственно перед щелью и создает изображение линзы 2 на объективе коллиматора 4 (рис. 8, б). Все лучи, выходящие из одной точки источника и проходящие через одну точку щели, попадают в оптическую систему спектрографа и образуют сопряженную точку в изображении спектральной линии, если нет потерь на других диафрагмах прибора. Освещенности в спектральной линии и на щели оказываются пропорциональными друг другу. Систему освещения, состоящую из конденсора 2 и антивиньетирующей линзы 5, иногда называют двухлинзовым конденсором. [c.23]

Разрешающая способность гибридного прибора может быть достаточно высока она определяется типом ПВМС и структурой волоконно-оптической шайбы и для жидкокристаллт1еских ПВ. 1С лежИт в диапазоне 40. .. 60 мм . Весьма ценным достоинством Прибора является большое общее усиление яркости изображений, до 7. .. 8 порядков величины, но для его реализации необхо димо компенсировать существенные потери энергии в результате двойного преобразования света (в люминофоре и в полупроводнике). [c.219]

Склейка оптических деталей имеет целью понизить потерю света, отражающегося от каждой свободной поверхности стекол. В процессе эксплуатации, а также при ремонте приборов оптические детали иногда расклеиваются под влиянием Сппеибаемые [c.430]

Приравнивая правые части (7.36) и (7.37) и учитывая, что из условия синусов (7.31) при п =п (одинаковая среда по обе стороны системы) следует osin и = = o sin u, получаем В = = В — яркость изображения равна яркости предмета. Совпадение яркостей (при отсутствии потерь) обусловлено тем, что при аплаиатическом отображении увеличение площади изображения сопровождается уменьшением в то же число раз телесного угла, в котором распространяется световой поток. С помощью оптических приборов невозможно увеличить яркость. А практически неизбежные потери света из-за отражений, рассеяния и поглощения приводят к тому, что яркость создаваемого оптической системой изображения может быть только меньше яркости самого предмета. [c.362]

Одно из важнейших практич. применений О. т. с.— уменьшение отражат. способности поверхностей оптич. деталей (линз, пластин и пр. подробнее см. в ст. Просветление оптики). Нанося многослойные покрытия из большого (13—17 и более) числа чередующихся слоёв с высоким и низким п, изготовляют зеркала с большим отражения коэффициенто.ч, обычно в сравнительно узкой спектр, области (не только в диапазоне видимого света, но и в УФ и ИК диапазонах). Коэфф. отражения таких зеркал (50—99,5%) зависит как от длины волны, так и от угла падения. С помощью многослойных покрытий разделяют падающий свет на прошедший и отражённый практически без потерь на поглощение на этом принципе созданы эфф. светоделители (полупрозрачные зеркала). Системы из чередующихся слоёв с высоким и низким п используют и как интерференц. поляризаторы, отражающие составляющую света, поляризованную перпендикулярно плоскости его падения, и пропускающие параллельно поляризованную составляющую. Степень поляризации в проходящем свете достигает для многослойных поляризаторов 99%. О. т. с. позволила создать получившие широкое распространение интерференц. светофильтры, полоса пропускания к-рых может быть сделана очень узкой — существующие многослойные светофильтры выделяют из спектр, области шириной в 500 нм интервалы длин волн 0,1—0,15 нм. Тонкие диэлектрич. слои применяют для защиты металлич. зеркал от коррозии и при исправлении аберраций линз и зеркал (см. Аберрации оптических систем). О. т. с. лежит в основе многих других оптич. устройств, измерит. приборов и спектр, приборов высокой разрешающей способности. Светочувствит. слои фотокатодов и болометров б. ч. представляют собой тонкослойные покрытия, эффективность к-рых существенно зависит от их оптпч. св-в. О. т. с. применяется в лазерах и квант, усилителях света прп создании приборов высокого разрешения (напр., при изготовлении интерферометров Фабри — Перо) при изготовлении дихроичных зеркал, используемых в цветном телевидении в интерференц. микроскопии (см. Микроскоп) и т. д. К эффектам О. т. с. относятся также Ньютона кольца, Полосы равного наклона. Полосы равной толщины. [c.494]

Как уже указывалось (с.м. 1.3), не весь поток пзлучеппя, вошедший в коллиматор, концентрпруется в спектре (в фокальной плоскости ка.мерпого объектива) — часть его теряется при прохождении через оптическую систему спектрального прибора. Эти потери обусловлены отражением от поверхностей линз фокусирующей оптпки п поверхностей призм, а также поглощением в материале, пз которого они изготовлены. Кроме того, могут быть потери, обусловленные рассеянием света на различного рода оптических неоднородностях, например на ныли, находящейся на поверхностях оптических деталей, [c.173]

В принципе световое и вообще электромагнитное поле содержит все возможные длины волн, направления распространения и на правления поляризации. Но главное назначение лазера как прибора состоит в генерации света с определенными характеристиками. Первый этап селекции, а именно по частоте, достигается выбором лазерного материала. Частота V испускаемого света определяется формулой Бора Ну = и нач — конечн и фиксируется выбором уровней энергии активной среды. Разумеется, линии оптических переходов не являются резкими, а по различным причинам уширены. Причиной уширения могут быть конечные времена жизни уровней вследствие излучательных переходов или столкновений, неоднородность кристаллических полей и т. д. Для дальнейшей селекции частот используются оптические резонаторы. В простейшем СВЧ-резонаторе, стенки которого имеют бесконечно высокую проводимость, могут существовать стоячие волны с дискретными частотами. Эти волны являются собственными модами резонатора. Когда ученые пытались распространить принцип мазера на оптическую область спектра, было не ясно, будут ли вообще моды у резонатора, образованного двумя зеркалами и не имеющего боковых стенок (рис. 3.1). Вследствие дифракции и потерь на пропускание в зеркалах в таком открытом резонаторе не может длительно существовать стационарное поле. Оказалось, однако, что представление о типах колебаний (модах) с успехом может быть применено и к открытому резонатору. Первое доказательство было дано с помощью компьютерных вычислений. Фокс и Ли рассмотрели систему двух плоских параллельных зеркал и задали начальное распределение поля на одном из зеркал. Затем они исследовали распространение излучения и его отражение. После первых шагов начальное световое поле рассеивалось и его амплитуда уменьшалась. Однако после, скажем, 50 двойных проходов мода поля приобретала некую окончательную форму и ее амплитуда понижалась в одно и тоже число раз при каждом отражении (с постоянным коэффициентом отражения. Стало ясно, как обобщить понятие моды на случай открытого резонатора. Это такая конфигурация поля, которая не изменяется [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...