Ytbehandling

En klar blick: Alla kikare med denna egenskap har en nästan osynlig funktion. Lägg märke till den.

Det som ibland kan se ganska charmigt ut på foton är något som du till varje pris vill undvika när du observerar genom en kikare: Det handlar om reflektioner. De förekommer på alla optiska ytor och irriterar observatören om de blir för starka. Idealiskt vore om allt ljus som träffar en lins helt passerar igenom. Fast det hade varit för bra för att vara sant.

Forskarna närmar sig trots allt detta idealtillstånd steg för steg. På alla optiska ytor reflekteras 4% av ljuset tillbaka. Ju snedare ljusinfallet är, desto högre kan reflektionerna bli. Totalt sett, i alla linser och prismor, kan hälften av det inkommande ljuset gå förlorat. I någorlunda bra kikare når 90% av det inkommande ljuset fram till observatörens öga.

Numera använder alla tillverkare så kallade multibeläggningar (eller multipla beläggningar). Det är ultratunna skikt som ska minska reflektionerna. Men varje optiktillverkare har sitt eget unika tillvägagångssätt – sitt hemliga recept.

Viktigt för reflektionsminskningen är brytningsindex och skikttjocklek, som i sin tur beror på linsernas brytningsindex. Som beläggningsmaterial används ofta klassiska material som magnesiumfluorid eller kiseloxid, men det finns även andra kemiska varianter. Vanligtvis avdunstas ett skikt i högvakuum. Glasen placeras i täta behållare, vacuumkammare. Ett undertryck byggs upp. Molekylerna reagerar sedan med varandra och även med behållarens väggar.

Att ånga på ett reflexdämpande skikt på ett substrat är en mycket komplicerad process. Minsta avvikelse i produktionen kan leda till att skiktet får helt andra egenskaper.

Minskningen av oönskade reflektioner uppnås genom interferens. Låt oss betrakta två ljusstrålar som träffar en lins med beläggning. Den första ljusstrålen reflekteras vid ytan mellan beläggningen och luften, och den andra strålen i gränsytan mellan glaset och beläggningen. Dessa bägge ljusstrålar bör nu helst släcka ut varandra. För att förstå detta måste man föreställa sig en ljusstråle som en våg. Den har växlande dalar och toppar. För att minska reflektionerna måste de två ljusstrålarna mötas så att en vågtopp i den ena ljusstrålen möter en vågdal i den andra ljusstrålen.

Ett ytskikt på en lins kan minska oönskade reflektioner. Optimalt är att berg och dal i två ljusvågor är exakt motsatta så att reflektionerna kan ta ut varandra. Då skulle dessa två ljusstrålar neutraliseras. Men för att uppnå detta måste man först åstadkomma en fasförskjutning. Detta görs av beläggningsskiktet, som manipulerar den längd som ljusvågorna färdas. Beläggningens tjocklek måste vara ¼ av våglängden hos det ljus som ska reduceras. Det är också viktigt att de dalar och toppar som möts har samma amplitud (dvs. höjden på topparna och dalarna).