परावर्तन रोधी लेपन: Difference between revisions
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[[File:Anti-reflective coating comparison.jpg|thumb|200px|परावर्तन रोधी | [[File:Anti-reflective coating comparison.jpg|thumb|200px|परावर्तन रोधी लेपन के साथ अनियोजित चश्मा लेंस (शीर्ष) बनाम लेंस।लेपित लेंस से रंगा हुआ प्रतिबिंब पर ध्यान दें।]]एक अपरावर्ती विलेपन, चमक विरोधी, परावर्तन रोधी (एआर) लेपन एक प्रकार की [[ऑप्टिकल]] लेपन होती है। जो प्रतिबिंब को कम करने के लिए लेंस, अन्य प्रकार की ऑप्टिकल तत्वों [[फोटोवोल्टाइक सेल]] कोशिकाओं की सतह पर लागू होती है। विशिष्ट इमेजिंग प्रणाली में, दक्षता के रूप में सुधार करता है क्योंकि [[प्रतिबिंब]] के कारण कम प्रकाश नष्ट हो जाता है। कैमरे, [[दूरबीन]] और [[ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप]] जैसे जटिल प्रणालियों में, प्रतिबिंबों में कमी से पथ [[प्रदर्शक प्रकाश]] का उन्मूलन द्वारा छवि के [[विपरीत (दृष्टि)]] में सुधार करती है। यह ग्रहों के खगोल विज्ञान में विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती है। अन्य अनुप्रयोगों में, प्राथमिक लाभ स्वयं प्रतिबिंब का उन्मूलन होता है, जैसे कि [[कांच]] के लेंसों पर लेपन जो दूसरों को पहनने वाले की आंखें अधिक दिखाई देती है या किसी प्रच्छन्न दर्शक की दूरदृष्टि से चमक को कम करने के लिए एक लेपन की जाती है। | ||
एक अपरावर्ती विलेपन, चमक विरोधी, | एक अपरावर्ती विलेपन, चमक विरोधी, परावर्तन रोधी (एआर) लेपन एक प्रकार की [[ऑप्टिकल]] लेपन होती है। जो प्रतिबिंब को कम करने के लिए लेंस, अन्य प्रकार की ऑप्टिकल तत्वों [[फोटोवोल्टाइक सेल]] कोशिकाओं की सतह पर लागू होती है। | ||
कई लेपन में पारदर्शी पतली-फिल्म प्रकाशिकी संरचनाएं होती हैं, जो [[अपवर्तक सूचकांक]] की वैकल्पिक परतों के साथ होती हैं। परत की मोटाई को इंटरफेस से परिलक्षित बीमों में विनाशकारी हस्तक्षेप का निर्माण | कई लेपन में पारदर्शी पतली-फिल्म प्रकाशिकी संरचनाएं होती हैं, जो [[अपवर्तक सूचकांक]] की वैकल्पिक परतों के साथ होती हैं। परत की मोटाई को इंटरफेस से परिलक्षित बीमों में विनाशकारी हस्तक्षेप का निर्माण करने के लिए चुना जाता है और इसी प्रेषित किरण में रचनात्मक हस्तक्षेप होता है।यह संरचना के प्रदर्शन को [[तरंग दैर्ध्य]] और घटनाओं के कोण प्रकाशिकी के साथ बदल देता है, जिससे की रंग प्रभाव अधिकांशतः तिरछे कोणों पर दिखाई देते हैं। इस तरह के लेपन को डिजाइन या ऑर्डर करते समय एक तरंग दैर्ध्य रेंज को निर्दिष्ट किया जाता है, लेकिन अच्छे प्रदर्शन को अधिकांशतः अपेक्षाकृत विस्तृत [[आवृत्तियों]] के लिए प्राप्त किया जाता है, यह सामान्यतः [[अवरक्त]], दृश्यमान या [[पराबैंगनी]] का एक विकल्प प्रस्तुत करता है। | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
[[File:Voigtlander lenses 75mm, 50mm, and 15mm.jpg|thumb|परावर्तन रोधी | [[File:Voigtlander lenses 75mm, 50mm, and 15mm.jpg|thumb|परावर्तन रोधी लेपन का उपयोग अधिकांशतः कैमरा लेंस में किया जाता है, जिससे लेंस तत्वों को विशिष्ट रंग मिलते हैं।]]परावर्तन रोधी लेपन का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां प्रकाश एक ऑप्टिकल सतह से गुजरता है और कम हानि या कम प्रतिबिंब वांछित के रूप में होता है। उदाहरणों में [[सुधारात्मक लेंस]] और [[कैमरे के लेंस]] तत्वों पर चमक विरोधी लेपन और सौर कोशिकाओं पर परावर्तन रोधी लेपन के रूप में उपयोग होते है।<ref>{{cite journal|title=Anti-reflective coatings: A critical, in-depth review.|author1=Hemant Kumar Raut |author2=V. Anand Ganesh |author3=A. Sreekumaran Nairb |author4=Seeram Ramakrishna |journal=Energy & Environmental Science|volume=4|issue=10|pages=3779–3804|year=2011 |doi=10.1039/c1ee01297e}}</ref> | ||
=== सुधारात्मक लेंस === | === सुधारात्मक लेंस === | ||
ऑप्टिशियंस परावर्तन रोधी | ऑप्टिशियंस परावर्तन रोधी लेंस की मांग कर सकते हैं क्योंकि कम प्रतिबिंब होने से लेन्सेस की कॉस्मेटिक उपस्थिति में वृद्धि होती है। इस तरह के लेंस को अधिकांशतः प्रकाश प्रदूषण चकाचौंध को कम करने के लिए कहा जाता है, लेकिन कमी बहुत सामान्य रूप में होती है।<ref>{{Cite web|url = https://www.aao.org/eye-health/ask-eye-md-q/advantages-anti-reflective-coating-on-eyeglasses|title = Anti-reflective Coating - American Academy of Ophthalmology|date = 27 February 2015|access-date = 22 January 2016|website = Anti-reflective Coating - American Academy of Ophthalmology|publisher = American Academy of Ophthalmology|last = Duffner|first = Lee R}}</ref> प्रतिबिंबों को दूर करने से विपरीत और दृश्य तीक्ष्णता में सामान्य रूप में वृद्धि होती है, जिससे इसके विपरीत (दृष्टि) और दृश्य तीक्ष्णता में थोड़ी वृद्धि होती है। | ||
परावर्तन रोधी | परावर्तन रोधी ऑप्थेल्मिक लेंस को ध्रुवक के साथ अस्पष्ट नहीं किया जाता है, जो केवल धूप के चश्मे में पाए जाते हैं और घटते अवशोषण से सूर्य की दृश्यमान चकाचौंध जैसे कि रेत, [[पानी]] और सड़कों जैसी सतहों से परिलक्षित होती है। परावर्तन रोधी शब्द लेंस की सतह से प्रतिबिंब से संबंधित है, न कि लेंस तक पहुंचने वाले प्रकाश की उत्पत्ति नहीं होती है। | ||
कई परावर्तन रोधी | कई परावर्तन रोधी लेंस में एक अतिरिक्त लेपन सम्मलित होता है जो पानी और वसा को पीछे हटाती है, जिससे उन्हें साफ रखने के लिए आसान हो जाता है। परावर्तन रोधी लेपन विशेष रूप से उच्च-रिफैक्टिव इंडेक्स लेंस के अनुकूल होते है, क्योंकि ये कम-सूचकांक लेंस फ्रेस्नेल समीकरणों का परिणाम की तुलना में लेपन के बिना अधिक प्रकाश को दर्शाते हैं। उच्च सूचकांक लेंस को कोट करने के लिए यह सामान्यतः आसान और सस्ता होता है। | ||
=== [[फोटोलिथोग्राफी]] === | === [[फोटोलिथोग्राफी]] === | ||
परावर्तन रोधी | परावर्तन रोधी लेपन (एआरसी) का उपयोग अधिकांशतः सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिकी फोटोलिथोग्राफी में किया जाता है जिससे की सब्सट्रेट की सतह से जुड़े छवि विकृतियों को कम करने में मदद मिलती है। विभिन्न प्रकार के परावर्तन रोधी लेपन को या तो बॉटम एआरसी या बीएआरसी से पहले या [[फोटोरिसिस्ट]] के बाद लगाया जाता है और खड़ी तरंगों, पतली-फिल्म के हस्तक्षेप और स्पेक्युलर प्रतिबिंबों को कम करने में मदद करते हैं।<ref>{{Cite web |url=http://people.rit.edu/deeemc/courses/0305-676/reference/arcs/understanding_BARC.pdf |title=Understanding bottom antireflective coatings |access-date=25 June 2012 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120425090414/http://people.rit.edu/deeemc/courses/0305-676/reference/arcs/understanding_BARC.pdf |archive-date=25 April 2012 |url-status=dead }}</ref><ref>{{Cite conference | ||
| publisher = SPIE | | publisher = SPIE | ||
| doi = 10.1117/12.535034 | | doi = 10.1117/12.535034 | ||
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}}</ref> | }}</ref> | ||
=== सौर कोशिकाएं === | === सौर कोशिकाएं === | ||
[[File:Unmetallised Silicon Heterojunction solar cell precursor.jpg|thumb|upright|alt=Indium tin oxide anti-रेफ्लेक्टिव कोटिंग | एक अनमेटिक हेटेरोजंक्शन सौर सेल | [[File:Unmetallised Silicon Heterojunction solar cell precursor.jpg|thumb|upright|alt=Indium tin oxide anti-रेफ्लेक्टिव कोटिंग | एक अनमेटिक हेटेरोजंक्शन सौर सेल अग्रदूत। नीला रंग दोहरे उद्देश्य वाले [[इंडियम टिन ऑक्साइड]] परावर्तन रोधी लेपन से उत्पन्न होता है, जो एमिटर चालन को भी बढ़ाता है।]]सौर कोशिकाओं को अधिकांशतः एक विरोधी परावर्तक लेपन के साथ लेपित किया जाता है। जिन सामग्रियों का उपयोग किया गया है, उनमें [[मैग्नीशियम फ्लोराइड]], [[सिलिकॉन नाइट्राइड]], [[सिलिकॉन डाइऑक्साइड]], [[टाइटेनियम डाइऑक्साइड]] और [[एल्यूमीनियम ऑक्साइड]] सम्मलित हैं।<ref>{{cite journal |last1=Rajinder Sharma |title=Effect of obliquity of incident light on the performance of silicon solar cells |journal=[[Heliyon]] |date=Jul 2, 2019 |volume=5 |issue=7 |pages=e01965 |doi=10.1016/j.heliyon.2019.e01965 |pmid=31317080 |pmc=6611928 }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Rajinder Sharma |title=Silicon nitride as antireflection coating to enhance the conversion efficiency of silicon solar cells |journal=[[Turkish Journal of Physics]] |date=May 2018 |volume=42 |issue=4 |pages=350–355 |doi=10.3906/fiz-1801-28 |s2cid=139899251 |url=https://journals.tubitak.gov.tr/cgi/viewcontent.cgi?article=1147&context=physics}}</ref> | ||
== प्रकार == | == प्रकार == | ||
=== इंडेक्स-मैचिंग === | === इंडेक्स-मैचिंग === | ||
परावर्तन रोधी | परावर्तन रोधी लेपन का सबसे सरल रूप 1886 में जॉन विलियम स्ट्रैट, तीसरे बैरन रेले द्वारा खोजा गया था। उस समय उपलब्ध ऑप्टिकल ग्लास उम्र के साथ अपनी सतह पर कुछ धूमिल होने लगा। रेले लेन ने गिलास के कुछ पुराने, थोड़ी-सी कांसे हुए टुकड़ों का परीक्षण किया और उसे यह देखकर बहुत आश्चर्य हुआ कि वे नये साफ टुकड़ों की तुलना में अधिक रोशनी में फैलती जाती हैं। [[धूमिल अंतर]] को दो इन्टरफेस के साथ बदल देता है एक हवा धूमिल होने के कारण ग्लास और वायु के बीच अपवर्तक सूचकांक होता है, इन दोनों अंतराफलकों में एयर ग्लास इंटरफेस की तुलना में कम परावर्तन प्रदर्शित होता है.वास्तव में, दो प्रतिबिंबों का कुल 'नग्न' वायु ग्लास इंटरफ़ेस की तुलना में कम होती है, जैसा कि फ्रेस्नेल समीकरणों से गणना की जाती है। | ||
एक दृष्टिकोण ग्रेडेड-इंडेक्स (जीआरआईएन) परावर्तन रोधी | एक दृष्टिकोण ग्रेडेड-इंडेक्स (जीआरआईएन) परावर्तन रोधी लेपन का उपयोग करना होता है, जो अपवर्तन के लगभग निरंतर भिन्न सूचकांक वाले होते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Zhang|first1=Jun-Chao|last2=Xiong|first2=Li-Min|last3=Fang|first3=Ming|last4=He|first4=Hong-Bo|title=Wide-angle and broadband graded-refractive-index antireflection coatings|journal=Chinese Physics B|date=2013|volume=22|issue=4|page=044201|doi=10.1088/1674-1056/22/4/044201|url=http://cpb.iphy.ac.cn/fileup/PDF/2013-4-044201.pdf|access-date=13 May 2016|bibcode = 2013ChPhB..22d4201Z |s2cid=250840321 }}</ref> इनके साथ आवृत्तियों और घटना कोणों के विस्तृत बैंड के लिए प्रतिबिंब को कम करना संभव होता है। | ||
=== एकल-परत हस्तक्षेप === | === एकल-परत हस्तक्षेप === | ||
सबसे सरल हस्तक्षेप परावर्तन रोधी | सबसे सरल हस्तक्षेप परावर्तन रोधी लेपन में सब्सट्रेट के अपवर्तक सूचकांक के [[वर्गमूल]] के बराबर अपवर्तक सूचकांक के साथ [[पारदर्शिता]] (ऑप्टिक्स) सामग्री की एक पतली परत होती है। हवा में, इस तरह की लेपन सैद्धांतिक रूप से लेपन की मोटाई के चार गुना के बराबर तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश के लिए शून्य [[परावर्तन]] के रूप में होता है। केंद्र के चारों ओर एक व्यापक बैंड में तरंग दैर्ध्य के लिए परावर्तन भी कम हो जाता है। कुछ डिजाइन तरंग दैर्ध्य के एक चौथाई के बराबर मोटाई की एक परत को एक चौथाई-लहर परत कहा जाता है। | ||
सबसे सामान्य प्रकार का ऑप्टिकल ग्लास [[क्राउन ग्लास (प्रकाशिकी)]] के रूप में होता है, जिसमें लगभग 1.52 के अपवर्तन का सूचकांक होता है। एक इष्टतम एकल परत | सबसे सामान्य प्रकार का ऑप्टिकल ग्लास [[क्राउन ग्लास (प्रकाशिकी)]] के रूप में होता है, जिसमें लगभग 1.52 के अपवर्तन का सूचकांक होता है। एक इष्टतम एकल परत लेपन को लगभग 1.23 के सूचकांक के साथ एक सामग्री से बनाया जाता है। इस तरह के कम अपवर्तक सूचकांक के साथ कोई ठोस सामग्री नहीं होती है। एक लेपन के लिए अच्छे भौतिक गुणों के साथ निकटतम सामग्री मैग्नीशियम फ्लोराइड, एमजीएफ हैं<sub>2</sub> (1.38 के एक सूचकांक के साथ), और [[फ्लोरो]]पोलिमर, जिसमें 1.30 के रूप में कम सूचकांक हो सकते हैं, लेकिन आवेदन करना अधिक कठिन है।<ref name="anti-reflective fluoride coatings">{{cite web |url=http://www.jsr.co.jp/jsr_e/pd/op_a02.shtml |title=Opstar AR fluoride coatings and application methods |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20110129231736/http://www.jsr.co.jp/jsr_e/pd/op_a02.shtml |archive-date=29 January 2011}}</ref> एमजीएफ<sub>2</sub> एक मुकुट कांच की सतह पर नंगे ग्लास के लिए 4% की तुलना में लगभग 1% का प्रतिबिंब देता है।एमजीएफ<sub>2</sub> लेपन उच्च-सूचकांक चश्मे पर बहुत अच्छा प्रदर्शन करते हैं, विशेष रूप से 1.9 के करीब अपवर्तन के सूचकांक के साथ MgF<sub>2</sub> लेपन का सामान्यतः उपयोग किया जाता है क्योंकि वे सस्ते और टिकाऊ होते हैं। जब लेपन को [[दृश्यमान प्रकाश]] के बीच में एक तरंग दैर्ध्य के लिए डिज़ाइन किया जाता है, तो वे पूरे बैंड पर यथोचित रूप से अच्छा विरोधी प्रतिबिंब देते हैं। | ||
शोधकर्ताओं ने [[मेसोपोरस सिलिका]] [[nanoparticle|नैनोकणों]] | शोधकर्ताओं ने [[मेसोपोरस सिलिका]] [[nanoparticle|नैनोकणों]] की फिल्मों का निर्माण 1.12 के रूप में अपवर्तक सूचकांकों के साथ किया है, जो एंटीरिफ्लेक्शन लेपन के रूप में कार्य करते हैं।<ref name="Single-Layer Antireflective Optical Coating">{{cite journal |last1=Moghal |first1=Jonathan |last2=Kobler |first2=Johannes |last3=Sauer |first3=Jürgen |last4=Best |first4=James|last5=Gardener |first5=Martin |last6=Watt |first6=Andrew A.R. |last7=Wakefield |first7=Gareth |year=2012 |title=High-performance, single-layer antireflective optical coatings comprising mesoporous silica nanoparticles |journal=ACS Applied Materials & Interfaces |volume=4 |issue=2 |pages=854–859 |doi=10.1021/am201494m |pmid=22188238}}</ref> | ||
=== बहु-परत हस्तक्षेप === | === बहु-परत हस्तक्षेप === | ||
[[सिलिका]] और एक उच्च-सूचकांक सामग्री जैसी कम-सूचकांक सामग्री की वैकल्पिक परतों का उपयोग करके, एकल तरंग दैर्ध्य पर 0.1% के रूप में कम परावर्तन प्राप्त करना संभव होता है। आवृत्तियों के विस्तृत बैंड पर अत्यधिक परावर्तनीयता देने वाले लेपन भी काफी जटिल और अपेक्षाकृत महंगे होते हैं। ऑप्टिकल लेपन को विशेष गुण के साथ भी बनाया जा सकता है, जैसे कई तरंग दैर्ध्य पर निकट-शून्य परावर्तन या 0 ° डिग्री के अतिरिक्त | [[सिलिका]] और एक उच्च-सूचकांक सामग्री जैसी कम-सूचकांक सामग्री की वैकल्पिक परतों का उपयोग करके, एकल तरंग दैर्ध्य पर 0.1% के रूप में कम परावर्तन प्राप्त करना संभव होता है। आवृत्तियों के विस्तृत बैंड पर अत्यधिक परावर्तनीयता देने वाले लेपन भी काफी जटिल और अपेक्षाकृत महंगे होते हैं। ऑप्टिकल लेपन को विशेष गुण के साथ भी बनाया जा सकता है, जैसे कई तरंग दैर्ध्य पर निकट-शून्य परावर्तन या 0 ° डिग्री के अतिरिक्त अन्य घटनाओं के कोणों पर इष्टतम प्रदर्शन। | ||
=== अवशोषित === | === अवशोषित === | ||
परावर्तन रोधी | परावर्तन रोधी लेपन की एक अतिरिक्त श्रेणी तथाकथित अवशोषित चाप के रूप में होती है। ये लेपन उन स्थितियों में उपयोगी होती है जहां सतह के माध्यम से उच्च संचरण महत्वहीन या अवांछनीय होते है, लेकिन कम परावर्तन की आवश्यकता होती है। वे कुछ परतों के साथ बहुत कम परावर्तन का निर्माण कर सकते हैं और अधिकांशतः मानक गैर-अवशोषित एआर लेपन की तुलना में अधिक सस्ते या अधिक पैमाने पर उत्पादित किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, यूएस पेटेंट 5,091,244 देखें। अवशोषित एआरसी अधिकांशतः स्पटर डिपोजिशन द्वारा निर्मित मिश्रित पतली फिल्मों में प्रदर्शित असामान्य ऑप्टिकल गुणों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए एआरसी को अवशोषित करने में [[टाइटेनियम नाइट्राइड]] और [[नाइओबियम नाइट्राइड]] का उपयोग किया जाता है। ये कंट्रास्ट एन्हांसमेंट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में उपयोगी हो सकते हैं या सीआरटी डिस्प्ले में उदाहरण के लिए टिंटेड ग्लास के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोगी हो सकते हैं। | ||
=== मोथ आई === | === मोथ आई === | ||
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</ref> संरचना में लगभग 200 एनएम ऊंचे और 300 एनएम केंद्रों पर स्थित बाधाओं के एक हेक्सागोनल पैटर्न के रूप में होते है।<ref name="Han2016"> | </ref> संरचना में लगभग 200 एनएम ऊंचे और 300 एनएम केंद्रों पर स्थित बाधाओं के एक हेक्सागोनल पैटर्न के रूप में होते है।<ref name="Han2016"> | ||
{{cite journal |last1=Han |first1=Z.W. |first2=Z. |last2=Wang |first3=X.M. |last3=Feng |first4=B. |last4=Li |first5=Z.Z. |last5=Mu |first6=J.Q. |last6=Zhang |first7=S.C. |last7=Niu |first8=L.Q. |last8=Ren |display-authors=3 |journal=Biosurface and Biotribology |volume=2 |issue=4 |pages=137–150 |doi=10.1016/j.bsbt.2016.11.002 |date=14 Oct 2016 |title=Antireflective surface inspired from biology: A review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405451816300411 |access-date=2020-11-16 |publisher=Elsevier|doi-access=free }}</ref> इस तरह की परावर्तन रोधी | {{cite journal |last1=Han |first1=Z.W. |first2=Z. |last2=Wang |first3=X.M. |last3=Feng |first4=B. |last4=Li |first5=Z.Z. |last5=Mu |first6=J.Q. |last6=Zhang |first7=S.C. |last7=Niu |first8=L.Q. |last8=Ren |display-authors=3 |journal=Biosurface and Biotribology |volume=2 |issue=4 |pages=137–150 |doi=10.1016/j.bsbt.2016.11.002 |date=14 Oct 2016 |title=Antireflective surface inspired from biology: A review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405451816300411 |access-date=2020-11-16 |publisher=Elsevier|doi-access=free }}</ref> इस तरह की परावर्तन रोधी लेपन काम करती है क्योंकि बम्प्स दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटे होते हैं, इसलिए प्रकाश सतह को हवा और माध्यम के बीच एक निरंतर अपवर्तक [[ढाल-सूचकांक प्रकाशिकी]] के रूप में देखता है, जो हवा-लेंस इंटरफ़ेस को प्रभावी ढंग से हटाकर प्रतिबिंब को कम करता है। इस प्रभाव का उपयोग करके मनुष्यों द्वारा व्यावहारिक विरोधी चिंतनशील फिल्में बनाई गई हैं<ref> | ||
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|url=http://www.engineeringtalk.com/news/aue/aue124.html | |url=http://www.engineeringtalk.com/news/aue/aue124.html | ||
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}}</ref> | }}</ref> | ||
=== परिपत्र ध्रुवीकरण === | === परिपत्र ध्रुवीकरण === | ||
[[File:Circular polarizer as anti-reflective coating.png|thumb|प्रतिबिंब एक गोलाकार ध्रुवीकरण द्वारा अवरुद्ध होते हैं]]परावर्तनों को समाप्त करने के लिए सतह के टुकड़े टुकड़े करने वाले गोलाकार ध्रुवीकरण का प्रयोग किया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.visionteksystems.co.uk/polarisercircular.htm |title=HNCP Circular Polarizing Filter|website=www.visionteksystems.co.uk}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=jCNKAQAAIAAJ&q=circular+polarizer+laminated+to+a+surface+can+be+used+to+eliminate+reflections|title=Information Display|date=2006|publisher=Society for Information Display|language=en}}</ref> ध्रुवीय परिपत्र ध्रुवीकरण की एक | [[File:Circular polarizer as anti-reflective coating.png|thumb|प्रतिबिंब एक गोलाकार ध्रुवीकरण द्वारा अवरुद्ध होते हैं]]परावर्तनों को समाप्त करने के लिए सतह के टुकड़े टुकड़े करने वाले गोलाकार ध्रुवीकरण का प्रयोग किया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.visionteksystems.co.uk/polarisercircular.htm |title=HNCP Circular Polarizing Filter|website=www.visionteksystems.co.uk}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=jCNKAQAAIAAJ&q=circular+polarizer+laminated+to+a+surface+can+be+used+to+eliminate+reflections|title=Information Display|date=2006|publisher=Society for Information Display|language=en}}</ref> ध्रुवीय परिपत्र ध्रुवीकरण की एक चैरिटी हैंडनेस के साथ प्रकाश को प्रसारित करता है। ध्रुवीकरण के बाद सतह से परिलक्षित प्रकाश विपरीत हाथ में बदल जाता है। यह प्रकाश परिपत्र ध्रुवीकरण के माध्यम से पीछे नहीं जा सकता है क्योंकि इसकी चिर्लिटी बदल गई है जैसे कि दाएं गोलाकार से ध्रुवीकृत से बाएं गोलाकार ध्रुवीकृत होता है। इस विधि का प्रतिकूल यह है कि यदि इनपुट प्रकाश का ध्रुवीकरण न हो तो असेंबली के माध्यम से संचरण 50% से भी कम हो जाता है। | ||
== सिद्धांत == | == सिद्धांत == | ||
[[File:Antireflection coating split pic.jpg|thumb|एक परावर्तन रोधी | [[File:Antireflection coating split pic.jpg|thumb|एक परावर्तन रोधी कोटेड विंडो, जो 45 ° और 0 ° कोण की घटना पर दिखाया गया है]]लेपन के कारण ऑप्टिकल प्रभावों के दो भिन्न कारण के रूप में हो सकते है, जिन्हें अधिकांशतः मोटी-फिल्म और पतली-फिल्म प्रभाव कहा जाता है। लेपन या फिल्म के ऊपर और नीचे की परतों के बीच अपवर्तन के सूचकांक में अंतर के कारण मोटी-फिल्म प्रभाव उत्पन्न करती है; सबसे सरल स्थिति में ये तीन परतें हवा, लेपन और कांच के रूप में होती है। मोटी-फिल्म लेपन इस बात पर निर्भर नहीं करती हैं कि लेपन कितनी मोटी है, इसलिए जब तक लेपन प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत अधिक मोटी होती है। पतली-फिल्म के प्रभाव तब उत्पन्न होते हैं जब लेपन की मोटाई लगभग एक चौथाई या आधे तरंग दैर्ध्य प्रकाश के समान होती है। इस स्थिति में, प्रकाश के एक स्थिर स्रोत के प्रतिबिंब विनाशकारी हस्तक्षेप के लिए किए जाते हैं और इसलिए एक भिन्न तंत्र द्वारा प्रतिबिंबों को कम करते हैं। फिल्म की मोटाई और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर बहुत अधिक निर्भर करते है तथा पतली-फिल्म लेपन उस कोण पर निर्भर करती हैं जिस पर प्रकाश लेपित सतह से टकराता है। | ||
=== प्रतिबिंब === | === प्रतिबिंब === | ||
जब भी प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, उदाहरण के लिए जब प्रकाश हवा के माध्यम से यात्रा करने के बाद [[कांच]] की एक शीट में प्रवेश करता है, तो प्रकाश का कुछ हिस्सा सतह से परावर्तित होता है जिसे दो मीडिया के बीच इंटरफेस के रूप में जाना जाता है। यह उदाहरण के लिए एक [[खिड़की]] से देखने पर देखा जा सकता है, जहां खिड़की के शीशे के सामने और पीछे की सतहों से एक कमजोर प्रतिबिंब देखा जा सकता है। प्रतिबिंब की ताकत दो मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों के साथ-साथ सतह के कोण से प्रकाश की किरण के अनुपात पर निर्भर करती है। फ्रेस्नेल समीकरणों का उपयोग करके सटीक मान की गणना की जा सकती है। | जब भी प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, उदाहरण के लिए जब प्रकाश हवा के माध्यम से यात्रा करने के बाद [[कांच]] की एक शीट में प्रवेश करता है, तो प्रकाश का कुछ हिस्सा सतह से परावर्तित होता है जिसे दो मीडिया के बीच इंटरफेस के रूप में जाना जाता है। यह उदाहरण के लिए एक [[खिड़की]] से देखने पर देखा जा सकता है, जहां खिड़की के शीशे के सामने और पीछे की सतहों से एक कमजोर प्रतिबिंब देखा जा सकता है। प्रतिबिंब की ताकत दो मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों के साथ-साथ सतह के कोण से प्रकाश की किरण के अनुपात पर निर्भर करती है। फ्रेस्नेल समीकरणों का उपयोग करके सटीक मान की गणना की जा सकती है। | ||
जब प्रकाश सतह के लम्बवत् [[सामान्य घटना|सामान्य घटनाओं]] | जब प्रकाश सतह के लम्बवत् [[सामान्य घटना|सामान्य घटनाओं]] पर इंटरफ़ेस से मिलता है, तो परावर्तित प्रकाश की तीव्रता परावर्तन गुणांक या परावर्तन R द्वारा दी जाती है। | ||
:<math>R = \left( \frac{n_0 - n_S}{n_0 + n_S} \right)^2,</math> | :<math>R = \left( \frac{n_0 - n_S}{n_0 + n_S} \right)^2,</math> | ||
जहाँ n0 और nS क्रमशः पहले और दूसरे मीडिया के अपवर्तनांकके रूप में होते है। R का मान 0 प्रतिबिंब से 1 तक सभी प्रकाश परिलक्षित होता है और सामान्यतः | जहाँ n0 और nS क्रमशः पहले और दूसरे मीडिया के अपवर्तनांकके रूप में होते है। R का मान 0 प्रतिबिंब से 1 तक सभी प्रकाश परिलक्षित होता है और सामान्यतः एक [[प्रतिशत]] के रूप में उद्धृत किया जाता है। R का पूरक ट्रांसमिशन गुणांक, या संप्रेषण T के रूप में होता है। यदि [[अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण)]] और [[बिखरने]] की उपेक्षा की जाती है,तो T का मान निरंतर 1 - R के रूप में होता है। इस प्रकार यदि तीव्रता के साथ प्रकाश की किरण सतह पर आपतित होती है, तो तीव्रता RI की एक किरण परिलक्षित होती है। और तीव्रता टीआई के साथ एक किरण माध्यम में प्रेषित होती है। | ||
[[File:Optical-coating-1.png|left|एक अनियोजित और लेपित सतह का प्रतिबिंब और संचरण]]सामान्य ग्लास (nS ≈ 1.5) में हवा (n0 ≈ 1.0) से यात्रा करने वाले दृश्य प्रकाश के सरलीकृत परिदृश्य के लिए, एकल प्रतिबिंब पर R का मान 0.04 या 4% होता है।तो प्रकाश के अधिकांश 96% प्रकाश (T = 1 - R = 0.96) वास्तव में कांच में प्रवेश करता है और शेष सतह से परिलक्षित होता है। प्रतिबिंबित प्रकाश की मात्रा को प्रतिबिंब हानि के रूप में जाना जाता है। | [[File:Optical-coating-1.png|left|एक अनियोजित और लेपित सतह का प्रतिबिंब और संचरण]]सामान्य ग्लास (nS ≈ 1.5) में हवा (n0 ≈ 1.0) से यात्रा करने वाले दृश्य प्रकाश के सरलीकृत परिदृश्य के लिए, एकल प्रतिबिंब पर R का मान 0.04 या 4% होता है।तो प्रकाश के अधिकांश 96% प्रकाश (T = 1 - R = 0.96) वास्तव में कांच में प्रवेश करता है और शेष सतह से परिलक्षित होता है। प्रतिबिंबित प्रकाश की मात्रा को प्रतिबिंब हानि के रूप में जाना जाता है। | ||
कई प्रतिबिंबों के जटिल परिदृश्य में, एक खिड़की के माध्यम से यात्रा करते समय प्रकाश दोनों परिलक्षित होते है, प्रकाश को हवा से कांच तक जाने पर और खिड़की के दूसरी तरफ जब ग्लास से वापस हवा में जाते हैं, दोनों मामलों में आकार समान होता है। प्रकाश एक सतह से दूसरे सतह को कई बार उछाल सकता है, आंशिक रूप से परिलक्षित होता है और हर बार ऐसा करने पर आंशिक रूप से प्रसारित होता है। कुल मिलाकर, प्रतिबिंब गुणांक 2R/(1 + R) द्वारा दिया जाता है। हवा में कांच के लिए, यह लगभग 7.7% | कई प्रतिबिंबों के जटिल परिदृश्य में, एक खिड़की के माध्यम से यात्रा करते समय प्रकाश दोनों परिलक्षित होते है, प्रकाश को हवा से कांच तक जाने पर और खिड़की के दूसरी तरफ जब ग्लास से वापस हवा में जाते हैं, दोनों मामलों में आकार समान होता है। प्रकाश एक सतह से दूसरे सतह को कई बार उछाल सकता है, आंशिक रूप से परिलक्षित होता है और हर बार ऐसा करने पर आंशिक रूप से प्रसारित होता है। कुल मिलाकर, प्रतिबिंब गुणांक 2R/(1 + R) द्वारा दिया जाता है। हवा में कांच के लिए, यह लगभग 7.7% होता है। | ||
=== रेले की फिल्म === | === रेले की फिल्म === | ||
जैसा कि [[लॉर्ड रेले]] द्वारा देखा गया है, कांच की सतह पर | जैसा कि [[लॉर्ड रेले]] द्वारा देखा गया है, कांच की सतह पर धूमिल जैसी पतली फिल्म परावर्तकता को कम कर सकती है। इस प्रभाव को एयर इंडेक्स n0 और ग्लास इंडेक्स nS के बीच अपवर्तनांक n1 के साथ सामग्री की एक पतली परत की कल्पना करके समझाया जा सकता है। प्रकाश किरण अब दो बार परावर्तित होती है एक बार हवा और पतली परत के बीच की सतह से और एक बार परत से कांच के इंटरफ़ेस तक होती है। | ||
ऊपर दिए गए समीकरण से और दोनों इंटरफेस के लिए ज्ञात अपवर्तक सूचकांक परावर्तन क्रमशः R01 और R1S के रूप में | ऊपर दिए गए समीकरण से और दोनों इंटरफेस के लिए ज्ञात अपवर्तक सूचकांक परावर्तन क्रमशः R01 और R1S के रूप में गणना की जाती है। इसलिए प्रत्येक इंटरफ़ेस पर संचरण T01 = 1 - R01 और T1S = 1 - R1S होता है। कांच में कुल संप्रेषण इस प्रकार T1ST01 के रूप में होता है। n1 के विभिन्न मूल्यों के लिए इस मान की गणना करने पर यह पाया जा सकता है कि परत के इष्टतम अपवर्तक सूचकांक के एक विशेष मूल्य पर दोनों इंटरफेस का संप्रेषण बराबर होता है और यह कांच में अधिकतम कुल संप्रेषण से मेल खाता है। | ||
यह इष्टतम मूल्य दो आसपास के सूचकांकों के ज्यामितीय माध्य द्वारा दिया गया है | यह इष्टतम मूल्य दो आसपास के सूचकांकों के ज्यामितीय माध्य द्वारा दिया गया है | ||
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प्रत्येक इंटरफ़ेस का प्रतिबिंब हानि लगभग 1.0% होता है। 2.0% के संयुक्त हानि के साथ और लगभग 98% का समग्र संचरण | प्रत्येक इंटरफ़ेस का प्रतिबिंब हानि लगभग 1.0% होता है। 2.0% के संयुक्त हानि के साथ और लगभग 98% का समग्र संचरण T<sub>1S</sub>T<sub>01</sub> के रूप में होता है। इसलिए हवा और कांच के बीच एक मध्यवर्ती लेपन प्रतिबिंब हानि को आधा कर सकती है। | ||
=== हस्तक्षेप लेपन === | === हस्तक्षेप लेपन === | ||
एक परावर्तन रोधी | एक परावर्तन रोधी लेपन बनाने के लिए एक मध्यवर्ती परत का उपयोग विद्युत संकेतों के [[प्रतिबाधा मिलान]] की प्रौद्योगिकी के अनुरूप माना जा सकता है। [[प्रकाशित तंतु]] अनुसंधान में इसी तरह की विधि का उपयोग किया जाता है जहां एक इंडेक्स मैचिंग ऑयल का उपयोग कभी-कभी [[कुल आंतरिक प्रतिबिंब]] को अस्थायी रूप से विफल करने के लिए किया जाता है जिससे की प्रकाश को फाइबर में या बाहर जोड़ा जा सके। हवा के सूचकांक और सब्सट्रेट के सूचकांक के बीच प्रत्येक परत के अपवर्तक सूचकांक को धीरे-धीरे सम्मिश्रित करते हुए सामग्री की कई परतों तक प्रक्रिया को विस्तारित करके सिद्धांत में और कम प्रतिबिंब बनाया जा सकता है। | ||
व्यावहारिक विरोधी प्रतिबिंब लेपन चूंकि | व्यावहारिक विरोधी प्रतिबिंब लेपन चूंकि मध्यवर्ती परत पर न केवल प्रतिबिंब गुणांक की प्रत्यक्ष कमी के लिए निर्भर करती हैं बल्कि पतली परत के हस्तक्षेप प्रभाव का भी उपयोग करती हैं। मान लें कि परत की मोटाई ठीक से नियंत्रित होती है, जैसे कि यह परत में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का एक चौथाई रूप में होती है λ/4 = λ0/(4n1), जहां λ0 वैक्यूम तरंग दैर्ध्य है। परत को तब क्वार्टर वेव लेपन कहा जाता है। इस प्रकार की लेपन के लिए दूसरे इंटरफ़ेस से परावर्तित होने पर सामान्य रूप से आपतित किरण होती हैI पहली सतह से परावर्तित किरण की तुलना में अपनी स्वयं की तरंगदैर्घ्य का ठीक आधा यात्रा करती है, जिससे विनाशकारी हस्तक्षेप के लिए अग्रणी होती है। यह मोटे लेपन परतों 3λ/4, 5λ/4 के लिए सही है, चूंकि तरंग दैर्ध्य और घटना के कोण पर प्रतिबिंब की मजबूत निर्भरता के कारण इस स्थिति में विरोधी परावर्तक प्रदर्शन खराब है। | ||
यदि दो किरण R1 और R2 की तीव्रता बिल्कुल समान हैं, तो वे विनाशकारी रूप से हस्तक्षेप करती है और एक दूसरे को निरस्तीकरण कर देती है, क्योंकि वे बिल्कुल चरण तरंगों से बाहर होती है। इसलिए सतह से कोई प्रतिबिंब नहीं होता है, और किरण की सभी ऊर्जा संचरित किरण ''T'' में होनी चाहिए, परतों के ढेर से प्रतिबिंब की गणना में, स्थानांतरण मैट्रिक्स विधि का उपयोग किया जाता है। | यदि दो किरण R1 और R2 की तीव्रता बिल्कुल समान हैं, तो वे विनाशकारी रूप से हस्तक्षेप करती है और एक दूसरे को निरस्तीकरण कर देती है, क्योंकि वे बिल्कुल चरण तरंगों से बाहर होती है। इसलिए सतह से कोई प्रतिबिंब नहीं होता है, और किरण की सभी ऊर्जा संचरित किरण ''T'' में होनी चाहिए, परतों के ढेर से प्रतिबिंब की गणना में, स्थानांतरण मैट्रिक्स विधि का उपयोग किया जाता है। | ||
[[File:Optical-coating-2.png|frame|right|एक तिमाही-लहर विरोधी परावर्तन लेपन में हस्तक्षेप]]वास्तविक लेपन सही प्रदर्शन तक नहीं पहुंचती हैं, चूँकि वे सतह प्रतिबिंब गुणांक को 0.1% से कम करने में सक्षम होती है। साथ ही परत में प्रकाश की केवल एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के लिए आदर्श मोटाई होती है, अन्य कठिनाइयों में साधारण कांच पर उपयोग के लिए उपयुक्त सामग्री | [[File:Optical-coating-2.png|frame|right|एक तिमाही-लहर विरोधी परावर्तन लेपन में हस्तक्षेप]]वास्तविक लेपन सही प्रदर्शन तक नहीं पहुंचती हैं, चूँकि वे सतह प्रतिबिंब गुणांक को 0.1% से कम करने में सक्षम होती है। साथ ही परत में प्रकाश की केवल एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के लिए आदर्श मोटाई होती है, अन्य कठिनाइयों में साधारण कांच पर उपयोग के लिए उपयुक्त सामग्री वांछित होती है क्योंकि कुछ उपयोगी पदार्थों में आवश्यक अपवर्तक सूचकांक (n ≈ 1.23) होता है, जो दोनों परावर्तित किरणों को तीव्रता में बिल्कुल समान बना देता है। मैग्नीशियम फ्लोराइड MgF2 का सदैव उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह कठोर होता है और इसे आसानी से भौतिक वाष्प जमाव का उपयोग करके सबस्ट्रेट्स पर लागू किया जा सकता है, भले ही इसका सूचकांक वांछनीय n = 1.38 से अधिक होता है। | ||
इसकी अतिरिक्त कमी कई लेपन की परतों का उपयोग करके संभव है | इसकी अतिरिक्त कमी कई लेपन की परतों का उपयोग करके संभव है जो सतहों के प्रतिबिंब को अधिकतम विनाशकारी हस्तक्षेप से प्रभावित करती है। ऐसा करने का एक तरीका यह है कि कम सूचकांक परत और सब्सट्रेट के बीच दूसरी तिमाही लहर मोटी उच्च-सूचकांक परत को जोड़ना होता है। तीनों इंटरफेस से प्रतिबिंब विनाशकारी हस्तक्षेप और विरोधी प्रतिबिंब उत्पन्न करता है। अन्य तकनीकें लेपन की अलग-अलग मोटाई का उपयोग करती हैं। दो या अधिक परतों का उपयोग करके, वांछित अपवर्तक सूचकांक और फैलाव ब्रॉडबैंड विरोधी प्रतिबिंब लेपन का सर्वोत्तम मिलान देने के लिए चुनी गई प्रत्येक सामग्री सामान्यतः 0.5% से कम की अधिकतम प्रतिबिंबिता के साथ 400-700 एनएम की दृश्य सीमा को आवरण करती है। | ||
लेपन की सटीक प्रकृति लेपित ऑप्टिक की उपस्थिति को निर्धारित करती है, चश्मा और फोटोग्राफिक लेंस पर सामान्य एआर लेपन अधिकांशतः | लेपन की सटीक प्रकृति लेपित ऑप्टिक की उपस्थिति को निर्धारित करती है, चश्मा और फोटोग्राफिक लेंस पर सामान्य एआर लेपन अधिकांशतः कुछ नीले रंग के होते हैं क्योंकि वे अन्य दृश्यमान तरंग दैर्ध्य की तुलना में थोड़ा अधिक नीली रोशनी को दर्शाते हैं, चूंकि हरे और गुलाबी रंग के रंगीन लेपन का भी उपयोग किया जाता है। | ||
यदि लेपित ऑप्टिक का उपयोग गैर सामान्य घटना में किया जाता है अर्थात, प्रकाश किरणें सतह के लंबवत नहीं होती हैं तो विरोधी प्रतिबिंब क्षमता कुछ सीमा | यदि लेपित ऑप्टिक का उपयोग गैर सामान्य घटना में किया जाता है अर्थात, प्रकाश किरणें सतह के लंबवत नहीं होती हैं तो विरोधी प्रतिबिंब क्षमता कुछ सीमा तक कम हो जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्रकाश के चरण के सापेक्ष परत में जमा हुआ चरण तुरंत परावर्तित हो जाता है क्योंकि कोण सामान्य से बढ़ जाता है। यह उल्टा है क्योंकि किरण सामान्य घटना की तुलना में परत में अधिक से अधिक कुल चरण बदलाव का अनुभव करती है। इस विरोधाभास को यह ध्यान में रखते हुए समाधान किया जाता है कि किरण स्थानिक रूप से परत से बाहर निकल जाती है जहां से यह दर्ज किया गया है और आने वाली किरणों से प्रतिबिंबों में हस्तक्षेप करता है जिन्हें आगे की यात्रा करनी है। और इस प्रकार इंटरफ़ेस पर पहुंचने के लिए अपने स्वयं के अधिक चरण जमा करते है। शुद्ध प्रभाव यह है कि सापेक्ष चरण वास्तव में लेपन को स्थानांतरित करने में कम हो जाता है, जैसे कि लेपन का विरोधी प्रतिबिंब बैंड ऑप्टिक के रूप में कम तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित हो जाता है। गैर-सामान्य घटना कोण भी सामान्यतः प्रतिबिंब को [[ध्रुवीकरण]] पर निर्भर होने का कारण बनते हैं। | ||
=== बनावट लेपन === | === बनावट लेपन === | ||
3डी पिरामिड या 2डी खांचे वाली झंझरी के साथ सतह को टेक्सचर करके प्रतिबिंब को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए लैंगमुइर-ब्लोडगेट विधि का उपयोग करके इस प्रकार की बनावट वाली लेपन | 3डी पिरामिड या 2डी खांचे वाली झंझरी के साथ सतह को टेक्सचर करके प्रतिबिंब को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए लैंगमुइर-ब्लोडगेट विधि का उपयोग करके इस प्रकार की बनावट वाली लेपन बनाई जा सकती है।<ref name="HsuConnor2008">{{cite journal|last1=Hsu|first1=Ching-Mei|last2=Connor|first2=Stephen T.|last3=Tang|first3=Mary X.|last4=Cui|first4=Yi|s2cid=123191151|title=Wafer-scale silicon nanopillars and nanocones by Langmuir–Blodgett assembly and etching|journal=Applied Physics Letters|volume=93|issue=13|year=2008|pages=133109|issn=0003-6951|doi=10.1063/1.2988893|bibcode=2008ApPhL..93m3109H}}</ref> | ||
यदि तरंग दैर्ध्य बनावट आकार से अधिक होता है, तो बनावट कम प्रतिबिंब के साथ एक ढाल-सूचकांक फिल्म की तरह व्यवहार करती है। इस स्थिति में प्रतिबिंब की गणना करने के लिए, प्रभावी मध्यम अनुमानों का उपयोग किया जाता है। प्रतिबिंब को कम करने के लिए पिरामिडों के विभिन्न प्रोफाइल प्रस्तावित किए जाते है, जैसे कि क्यूबिक, क्विंटिक या इंटीग्रल एक्सपोनेंशियल प्रोफाइल इत्यादि के रूप में होते है। | यदि तरंग दैर्ध्य बनावट आकार से अधिक होता है, तो बनावट कम प्रतिबिंब के साथ एक ढाल-सूचकांक फिल्म की तरह व्यवहार करती है। इस स्थिति में प्रतिबिंब की गणना करने के लिए, प्रभावी मध्यम अनुमानों का उपयोग किया जाता है। प्रतिबिंब को कम करने के लिए पिरामिडों के विभिन्न प्रोफाइल प्रस्तावित किए जाते है, जैसे कि क्यूबिक, क्विंटिक या इंटीग्रल एक्सपोनेंशियल प्रोफाइल इत्यादि के रूप में होते है। | ||
यदि तरंग दैर्ध्य बनावट आकार से छोटा होता है, तो प्रतिबिंब में कमी को ज्यामितीय | यदि तरंग दैर्ध्य बनावट आकार से छोटा होता है, तो प्रतिबिंब में कमी को ज्यामितीय प्रकाशिकी सन्निकटन की मदद से समझाया जाता है स्रोत की ओर वापस भेजे जाने से पहले किरणों को कई बार परिलक्षित किया जाता है। इस स्थिति में [[रे ट्रेसिंग (भौतिकी)]] का उपयोग करके प्रतिबिंब की गणना की जाती है। | ||
बनावट का उपयोग करने से सुविधा आकार के साथ तुलनीय तरंग दैर्ध्य के लिए प्रतिबिंब कम हो जाता है। इस स्थिति में कोई भी अनुमान मान्य नहीं होता है और प्रतिबिंब की गणना [[कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स|कम्प्यूटेशनल विद्युत् चुम्बकिकी]] द्वारा की जाती है। | बनावट का उपयोग करने से सुविधा आकार के साथ तुलनीय तरंग दैर्ध्य के लिए प्रतिबिंब कम हो जाता है। इस स्थिति में कोई भी अनुमान मान्य नहीं होता है और प्रतिबिंब की गणना [[कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स|कम्प्यूटेशनल विद्युत् चुम्बकिकी]] द्वारा की जाती है। | ||
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== इतिहास == | == इतिहास == | ||
{{expand section|date=January 2013}} | {{expand section|date=January 2013}} | ||
जैसा कि | जैसा कि ऊपर बताया गया है, प्राकृतिक रूप से लेपन की खोज 1886 में लॉर्ड रेलेय ने की थी। कोकी कम्पनी के [[हेरॉल्ड डेनिस टेलर]] ने 1904 में इस प्रकार के लेपन के उत्पादन के लिए एक रासायनिक विधि विकसित की थी।<ref>{{cite book |title=Thin Film Optical Filters |first=H A |last=MacLeod |publisher=CRC |year=2001 |page=4 |edition=3rd|isbn=9780750306881}}</ref><ref>British Patent 29561, 31 December 1904</ref> | ||
सन् 1935 में [[ओलेक्सैंडर स्मुकुला]] ने इंटरफ़ेंस आधारित लेपन का आविष्कार और विकास किया जो [[कार्ल जीसिस]] प्रकाशिकी कंपनी के लिए काम कर रहे थे।<ref name="Smakula">{{cite web |url=http://www.zeiss.com/corporate/en_de/history/company%20history/at-a-glance/at-a-glance-milestones.html#1895-_-1945 |title=History of Camera Lenses from Carl Zeiss - 1935 - Olexander Smakula develops anti-reflection coating |work=Zeiss.com |access-date=15 June 2013}}</ref><ref>{{cite web|url=http://sportsoptics.zeiss.com/hunting/en_us/experience/competences/lens-coating.html |title=Lens coating |work=Zeiss.com |access-date=15 June 2013 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20130101031832/http://sportsoptics.zeiss.com/hunting/en_us/experience/competences/lens-coating.html |archive-date=1 January 2013 }}</ref><ref>Patent {{cite patent |country=DE |number=685767 |pubdate=1935-11-01 |title=Verfahren zur Erhoehung der Lichtdurchlaessigkeit optischer Teile durch Erniedrigungdes Brechungsexponenten an den Grenzflaechen dieser optischen Teile |assign1= Zeiss Carl FA}}</ref> ये लेपन कई वर्षों तक एक जर्मन सैन्य का रहस्य बने रहे, जब तक कि मित्र राष्ट्रों ने [[द्वितीय विश्व युद्ध]] के समय रहस्य की खोज नहीं की थी।<ref>[https://www.photoartfromscience.com/single-post/camera-lens-anti-reflection-coatings-magic-explained Camera Lens Anti-Reflection Coatings: Magic Explained]</ref><ref> | |||
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[[कैथरीन बूर ब्लोडेट]] और [[इरविंग लैंगमुइर]] ने 1930 के दशक के उत्तरार्ध में लैंगमुइर-ब्लोडगेट फिल्मों के | |||
[[कैथरीन बूर ब्लोडेट]] और [[इरविंग लैंगमुइर]] ने 1930 के दशक के उत्तरार्ध में लैंगमुइर-ब्लोडगेट फिल्मों के नाम से जाना जाने वाला कार्बनिक परावर्तन रोधी लेपन विकसित कीं थी। | |||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* [[खराबी कोटिंग| | * [[खराबी कोटिंग|खरोंच रोधी लेपन]] | ||
* [[द्विभाजक फ़िल्टर]] | * [[द्विभाजक फ़िल्टर]] | ||
* लेंस | * लेंस फ्लेयर, जिसे एआर लेपन कम करने में मदद करती है। | ||
==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
Revision as of 23:40, 5 February 2023
एक अपरावर्ती विलेपन, चमक विरोधी, परावर्तन रोधी (एआर) लेपन एक प्रकार की ऑप्टिकल लेपन होती है। जो प्रतिबिंब को कम करने के लिए लेंस, अन्य प्रकार की ऑप्टिकल तत्वों फोटोवोल्टाइक सेल कोशिकाओं की सतह पर लागू होती है। विशिष्ट इमेजिंग प्रणाली में, दक्षता के रूप में सुधार करता है क्योंकि प्रतिबिंब के कारण कम प्रकाश नष्ट हो जाता है। कैमरे, दूरबीन और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप जैसे जटिल प्रणालियों में, प्रतिबिंबों में कमी से पथ प्रदर्शक प्रकाश का उन्मूलन द्वारा छवि के विपरीत (दृष्टि) में सुधार करती है। यह ग्रहों के खगोल विज्ञान में विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती है। अन्य अनुप्रयोगों में, प्राथमिक लाभ स्वयं प्रतिबिंब का उन्मूलन होता है, जैसे कि कांच के लेंसों पर लेपन जो दूसरों को पहनने वाले की आंखें अधिक दिखाई देती है या किसी प्रच्छन्न दर्शक की दूरदृष्टि से चमक को कम करने के लिए एक लेपन की जाती है।
एक अपरावर्ती विलेपन, चमक विरोधी, परावर्तन रोधी (एआर) लेपन एक प्रकार की ऑप्टिकल लेपन होती है। जो प्रतिबिंब को कम करने के लिए लेंस, अन्य प्रकार की ऑप्टिकल तत्वों फोटोवोल्टाइक सेल कोशिकाओं की सतह पर लागू होती है।
कई लेपन में पारदर्शी पतली-फिल्म प्रकाशिकी संरचनाएं होती हैं, जो अपवर्तक सूचकांक की वैकल्पिक परतों के साथ होती हैं। परत की मोटाई को इंटरफेस से परिलक्षित बीमों में विनाशकारी हस्तक्षेप का निर्माण करने के लिए चुना जाता है और इसी प्रेषित किरण में रचनात्मक हस्तक्षेप होता है।यह संरचना के प्रदर्शन को तरंग दैर्ध्य और घटनाओं के कोण प्रकाशिकी के साथ बदल देता है, जिससे की रंग प्रभाव अधिकांशतः तिरछे कोणों पर दिखाई देते हैं। इस तरह के लेपन को डिजाइन या ऑर्डर करते समय एक तरंग दैर्ध्य रेंज को निर्दिष्ट किया जाता है, लेकिन अच्छे प्रदर्शन को अधिकांशतः अपेक्षाकृत विस्तृत आवृत्तियों के लिए प्राप्त किया जाता है, यह सामान्यतः अवरक्त, दृश्यमान या पराबैंगनी का एक विकल्प प्रस्तुत करता है।
अनुप्रयोग
परावर्तन रोधी लेपन का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां प्रकाश एक ऑप्टिकल सतह से गुजरता है और कम हानि या कम प्रतिबिंब वांछित के रूप में होता है। उदाहरणों में सुधारात्मक लेंस और कैमरे के लेंस तत्वों पर चमक विरोधी लेपन और सौर कोशिकाओं पर परावर्तन रोधी लेपन के रूप में उपयोग होते है।[1]
सुधारात्मक लेंस
ऑप्टिशियंस परावर्तन रोधी लेंस की मांग कर सकते हैं क्योंकि कम प्रतिबिंब होने से लेन्सेस की कॉस्मेटिक उपस्थिति में वृद्धि होती है। इस तरह के लेंस को अधिकांशतः प्रकाश प्रदूषण चकाचौंध को कम करने के लिए कहा जाता है, लेकिन कमी बहुत सामान्य रूप में होती है।[2] प्रतिबिंबों को दूर करने से विपरीत और दृश्य तीक्ष्णता में सामान्य रूप में वृद्धि होती है, जिससे इसके विपरीत (दृष्टि) और दृश्य तीक्ष्णता में थोड़ी वृद्धि होती है।
परावर्तन रोधी ऑप्थेल्मिक लेंस को ध्रुवक के साथ अस्पष्ट नहीं किया जाता है, जो केवल धूप के चश्मे में पाए जाते हैं और घटते अवशोषण से सूर्य की दृश्यमान चकाचौंध जैसे कि रेत, पानी और सड़कों जैसी सतहों से परिलक्षित होती है। परावर्तन रोधी शब्द लेंस की सतह से प्रतिबिंब से संबंधित है, न कि लेंस तक पहुंचने वाले प्रकाश की उत्पत्ति नहीं होती है।
कई परावर्तन रोधी लेंस में एक अतिरिक्त लेपन सम्मलित होता है जो पानी और वसा को पीछे हटाती है, जिससे उन्हें साफ रखने के लिए आसान हो जाता है। परावर्तन रोधी लेपन विशेष रूप से उच्च-रिफैक्टिव इंडेक्स लेंस के अनुकूल होते है, क्योंकि ये कम-सूचकांक लेंस फ्रेस्नेल समीकरणों का परिणाम की तुलना में लेपन के बिना अधिक प्रकाश को दर्शाते हैं। उच्च सूचकांक लेंस को कोट करने के लिए यह सामान्यतः आसान और सस्ता होता है।
फोटोलिथोग्राफी
परावर्तन रोधी लेपन (एआरसी) का उपयोग अधिकांशतः सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिकी फोटोलिथोग्राफी में किया जाता है जिससे की सब्सट्रेट की सतह से जुड़े छवि विकृतियों को कम करने में मदद मिलती है। विभिन्न प्रकार के परावर्तन रोधी लेपन को या तो बॉटम एआरसी या बीएआरसी से पहले या फोटोरिसिस्ट के बाद लगाया जाता है और खड़ी तरंगों, पतली-फिल्म के हस्तक्षेप और स्पेक्युलर प्रतिबिंबों को कम करने में मदद करते हैं।[3][4]
सौर कोशिकाएं
सौर कोशिकाओं को अधिकांशतः एक विरोधी परावर्तक लेपन के साथ लेपित किया जाता है। जिन सामग्रियों का उपयोग किया गया है, उनमें मैग्नीशियम फ्लोराइड, सिलिकॉन नाइट्राइड, सिलिकॉन डाइऑक्साइड, टाइटेनियम डाइऑक्साइड और एल्यूमीनियम ऑक्साइड सम्मलित हैं।[5][6]
प्रकार
इंडेक्स-मैचिंग
परावर्तन रोधी लेपन का सबसे सरल रूप 1886 में जॉन विलियम स्ट्रैट, तीसरे बैरन रेले द्वारा खोजा गया था। उस समय उपलब्ध ऑप्टिकल ग्लास उम्र के साथ अपनी सतह पर कुछ धूमिल होने लगा। रेले लेन ने गिलास के कुछ पुराने, थोड़ी-सी कांसे हुए टुकड़ों का परीक्षण किया और उसे यह देखकर बहुत आश्चर्य हुआ कि वे नये साफ टुकड़ों की तुलना में अधिक रोशनी में फैलती जाती हैं। धूमिल अंतर को दो इन्टरफेस के साथ बदल देता है एक हवा धूमिल होने के कारण ग्लास और वायु के बीच अपवर्तक सूचकांक होता है, इन दोनों अंतराफलकों में एयर ग्लास इंटरफेस की तुलना में कम परावर्तन प्रदर्शित होता है.वास्तव में, दो प्रतिबिंबों का कुल 'नग्न' वायु ग्लास इंटरफ़ेस की तुलना में कम होती है, जैसा कि फ्रेस्नेल समीकरणों से गणना की जाती है।
एक दृष्टिकोण ग्रेडेड-इंडेक्स (जीआरआईएन) परावर्तन रोधी लेपन का उपयोग करना होता है, जो अपवर्तन के लगभग निरंतर भिन्न सूचकांक वाले होते हैं।[7] इनके साथ आवृत्तियों और घटना कोणों के विस्तृत बैंड के लिए प्रतिबिंब को कम करना संभव होता है।
एकल-परत हस्तक्षेप
सबसे सरल हस्तक्षेप परावर्तन रोधी लेपन में सब्सट्रेट के अपवर्तक सूचकांक के वर्गमूल के बराबर अपवर्तक सूचकांक के साथ पारदर्शिता (ऑप्टिक्स) सामग्री की एक पतली परत होती है। हवा में, इस तरह की लेपन सैद्धांतिक रूप से लेपन की मोटाई के चार गुना के बराबर तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश के लिए शून्य परावर्तन के रूप में होता है। केंद्र के चारों ओर एक व्यापक बैंड में तरंग दैर्ध्य के लिए परावर्तन भी कम हो जाता है। कुछ डिजाइन तरंग दैर्ध्य के एक चौथाई के बराबर मोटाई की एक परत को एक चौथाई-लहर परत कहा जाता है।
सबसे सामान्य प्रकार का ऑप्टिकल ग्लास क्राउन ग्लास (प्रकाशिकी) के रूप में होता है, जिसमें लगभग 1.52 के अपवर्तन का सूचकांक होता है। एक इष्टतम एकल परत लेपन को लगभग 1.23 के सूचकांक के साथ एक सामग्री से बनाया जाता है। इस तरह के कम अपवर्तक सूचकांक के साथ कोई ठोस सामग्री नहीं होती है। एक लेपन के लिए अच्छे भौतिक गुणों के साथ निकटतम सामग्री मैग्नीशियम फ्लोराइड, एमजीएफ हैं2 (1.38 के एक सूचकांक के साथ), और फ्लोरोपोलिमर, जिसमें 1.30 के रूप में कम सूचकांक हो सकते हैं, लेकिन आवेदन करना अधिक कठिन है।[8] एमजीएफ2 एक मुकुट कांच की सतह पर नंगे ग्लास के लिए 4% की तुलना में लगभग 1% का प्रतिबिंब देता है।एमजीएफ2 लेपन उच्च-सूचकांक चश्मे पर बहुत अच्छा प्रदर्शन करते हैं, विशेष रूप से 1.9 के करीब अपवर्तन के सूचकांक के साथ MgF2 लेपन का सामान्यतः उपयोग किया जाता है क्योंकि वे सस्ते और टिकाऊ होते हैं। जब लेपन को दृश्यमान प्रकाश के बीच में एक तरंग दैर्ध्य के लिए डिज़ाइन किया जाता है, तो वे पूरे बैंड पर यथोचित रूप से अच्छा विरोधी प्रतिबिंब देते हैं।
शोधकर्ताओं ने मेसोपोरस सिलिका नैनोकणों की फिल्मों का निर्माण 1.12 के रूप में अपवर्तक सूचकांकों के साथ किया है, जो एंटीरिफ्लेक्शन लेपन के रूप में कार्य करते हैं।[9]
बहु-परत हस्तक्षेप
सिलिका और एक उच्च-सूचकांक सामग्री जैसी कम-सूचकांक सामग्री की वैकल्पिक परतों का उपयोग करके, एकल तरंग दैर्ध्य पर 0.1% के रूप में कम परावर्तन प्राप्त करना संभव होता है। आवृत्तियों के विस्तृत बैंड पर अत्यधिक परावर्तनीयता देने वाले लेपन भी काफी जटिल और अपेक्षाकृत महंगे होते हैं। ऑप्टिकल लेपन को विशेष गुण के साथ भी बनाया जा सकता है, जैसे कई तरंग दैर्ध्य पर निकट-शून्य परावर्तन या 0 ° डिग्री के अतिरिक्त अन्य घटनाओं के कोणों पर इष्टतम प्रदर्शन।
अवशोषित
परावर्तन रोधी लेपन की एक अतिरिक्त श्रेणी तथाकथित अवशोषित चाप के रूप में होती है। ये लेपन उन स्थितियों में उपयोगी होती है जहां सतह के माध्यम से उच्च संचरण महत्वहीन या अवांछनीय होते है, लेकिन कम परावर्तन की आवश्यकता होती है। वे कुछ परतों के साथ बहुत कम परावर्तन का निर्माण कर सकते हैं और अधिकांशतः मानक गैर-अवशोषित एआर लेपन की तुलना में अधिक सस्ते या अधिक पैमाने पर उत्पादित किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, यूएस पेटेंट 5,091,244 देखें। अवशोषित एआरसी अधिकांशतः स्पटर डिपोजिशन द्वारा निर्मित मिश्रित पतली फिल्मों में प्रदर्शित असामान्य ऑप्टिकल गुणों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए एआरसी को अवशोषित करने में टाइटेनियम नाइट्राइड और नाइओबियम नाइट्राइड का उपयोग किया जाता है। ये कंट्रास्ट एन्हांसमेंट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में उपयोगी हो सकते हैं या सीआरटी डिस्प्ले में उदाहरण के लिए टिंटेड ग्लास के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोगी हो सकते हैं।
मोथ आई
मोथ्स की आँखों में एक असामान्य गुण होता है उनकी सतह एक प्राकृतिक नैनोसंरचना वाली फिल्म से ढकी होती है, जो प्रतिबिंबों को समाप्त कर देती है। यह मोथ्स को अंधेरे में अच्छी तरह से देखने की अनुमति देता है, बिना परावर्तन के शिकारियों को अपना स्थान बताने के लिए माध्यम के रूप में होता है।[10] संरचना में लगभग 200 एनएम ऊंचे और 300 एनएम केंद्रों पर स्थित बाधाओं के एक हेक्सागोनल पैटर्न के रूप में होते है।[11] इस तरह की परावर्तन रोधी लेपन काम करती है क्योंकि बम्प्स दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटे होते हैं, इसलिए प्रकाश सतह को हवा और माध्यम के बीच एक निरंतर अपवर्तक ढाल-सूचकांक प्रकाशिकी के रूप में देखता है, जो हवा-लेंस इंटरफ़ेस को प्रभावी ढंग से हटाकर प्रतिबिंब को कम करता है। इस प्रभाव का उपयोग करके मनुष्यों द्वारा व्यावहारिक विरोधी चिंतनशील फिल्में बनाई गई हैं[12] यह बायोमिमिक्री का एक रूप है। कैनन इंक अपने उप-तरंग दैर्ध्य संरचना लेपन में मोथ-आई प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, जो लेंस फ्लेयर को काफी कम कर देता है।[13]
इस तरह की संरचनाओं का उपयोग फोटोनिक उपकरणों में भी किया जाता है, उदाहरण के लिए टंगस्टन ऑक्साइड और आयरन ऑक्साइड से विकसित मॉथ-आई संरचनाओं को हाइड्रोजन का निर्माण करने के लिए पानी को विभाजित करने के लिए फोटोइलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किया जाता है। [14] संरचना में कई सौ माइक्रोमीटर व्यास वाले टंगस्टन ऑक्साइड गोलाकार रूप में होते है, जो लोहे के कुछ नैनोमीटर के साथ लेपित होते हैं।[14][15]
परिपत्र ध्रुवीकरण
परावर्तनों को समाप्त करने के लिए सतह के टुकड़े टुकड़े करने वाले गोलाकार ध्रुवीकरण का प्रयोग किया जाता है।[16][17] ध्रुवीय परिपत्र ध्रुवीकरण की एक चैरिटी हैंडनेस के साथ प्रकाश को प्रसारित करता है। ध्रुवीकरण के बाद सतह से परिलक्षित प्रकाश विपरीत हाथ में बदल जाता है। यह प्रकाश परिपत्र ध्रुवीकरण के माध्यम से पीछे नहीं जा सकता है क्योंकि इसकी चिर्लिटी बदल गई है जैसे कि दाएं गोलाकार से ध्रुवीकृत से बाएं गोलाकार ध्रुवीकृत होता है। इस विधि का प्रतिकूल यह है कि यदि इनपुट प्रकाश का ध्रुवीकरण न हो तो असेंबली के माध्यम से संचरण 50% से भी कम हो जाता है।
सिद्धांत
लेपन के कारण ऑप्टिकल प्रभावों के दो भिन्न कारण के रूप में हो सकते है, जिन्हें अधिकांशतः मोटी-फिल्म और पतली-फिल्म प्रभाव कहा जाता है। लेपन या फिल्म के ऊपर और नीचे की परतों के बीच अपवर्तन के सूचकांक में अंतर के कारण मोटी-फिल्म प्रभाव उत्पन्न करती है; सबसे सरल स्थिति में ये तीन परतें हवा, लेपन और कांच के रूप में होती है। मोटी-फिल्म लेपन इस बात पर निर्भर नहीं करती हैं कि लेपन कितनी मोटी है, इसलिए जब तक लेपन प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत अधिक मोटी होती है। पतली-फिल्म के प्रभाव तब उत्पन्न होते हैं जब लेपन की मोटाई लगभग एक चौथाई या आधे तरंग दैर्ध्य प्रकाश के समान होती है। इस स्थिति में, प्रकाश के एक स्थिर स्रोत के प्रतिबिंब विनाशकारी हस्तक्षेप के लिए किए जाते हैं और इसलिए एक भिन्न तंत्र द्वारा प्रतिबिंबों को कम करते हैं। फिल्म की मोटाई और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर बहुत अधिक निर्भर करते है तथा पतली-फिल्म लेपन उस कोण पर निर्भर करती हैं जिस पर प्रकाश लेपित सतह से टकराता है।
प्रतिबिंब
जब भी प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, उदाहरण के लिए जब प्रकाश हवा के माध्यम से यात्रा करने के बाद कांच की एक शीट में प्रवेश करता है, तो प्रकाश का कुछ हिस्सा सतह से परावर्तित होता है जिसे दो मीडिया के बीच इंटरफेस के रूप में जाना जाता है। यह उदाहरण के लिए एक खिड़की से देखने पर देखा जा सकता है, जहां खिड़की के शीशे के सामने और पीछे की सतहों से एक कमजोर प्रतिबिंब देखा जा सकता है। प्रतिबिंब की ताकत दो मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों के साथ-साथ सतह के कोण से प्रकाश की किरण के अनुपात पर निर्भर करती है। फ्रेस्नेल समीकरणों का उपयोग करके सटीक मान की गणना की जा सकती है।
जब प्रकाश सतह के लम्बवत् सामान्य घटनाओं पर इंटरफ़ेस से मिलता है, तो परावर्तित प्रकाश की तीव्रता परावर्तन गुणांक या परावर्तन R द्वारा दी जाती है।
जहाँ n0 और nS क्रमशः पहले और दूसरे मीडिया के अपवर्तनांकके रूप में होते है। R का मान 0 प्रतिबिंब से 1 तक सभी प्रकाश परिलक्षित होता है और सामान्यतः एक प्रतिशत के रूप में उद्धृत किया जाता है। R का पूरक ट्रांसमिशन गुणांक, या संप्रेषण T के रूप में होता है। यदि अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) और बिखरने की उपेक्षा की जाती है,तो T का मान निरंतर 1 - R के रूप में होता है। इस प्रकार यदि तीव्रता के साथ प्रकाश की किरण सतह पर आपतित होती है, तो तीव्रता RI की एक किरण परिलक्षित होती है। और तीव्रता टीआई के साथ एक किरण माध्यम में प्रेषित होती है।
सामान्य ग्लास (nS ≈ 1.5) में हवा (n0 ≈ 1.0) से यात्रा करने वाले दृश्य प्रकाश के सरलीकृत परिदृश्य के लिए, एकल प्रतिबिंब पर R का मान 0.04 या 4% होता है।तो प्रकाश के अधिकांश 96% प्रकाश (T = 1 - R = 0.96) वास्तव में कांच में प्रवेश करता है और शेष सतह से परिलक्षित होता है। प्रतिबिंबित प्रकाश की मात्रा को प्रतिबिंब हानि के रूप में जाना जाता है।
कई प्रतिबिंबों के जटिल परिदृश्य में, एक खिड़की के माध्यम से यात्रा करते समय प्रकाश दोनों परिलक्षित होते है, प्रकाश को हवा से कांच तक जाने पर और खिड़की के दूसरी तरफ जब ग्लास से वापस हवा में जाते हैं, दोनों मामलों में आकार समान होता है। प्रकाश एक सतह से दूसरे सतह को कई बार उछाल सकता है, आंशिक रूप से परिलक्षित होता है और हर बार ऐसा करने पर आंशिक रूप से प्रसारित होता है। कुल मिलाकर, प्रतिबिंब गुणांक 2R/(1 + R) द्वारा दिया जाता है। हवा में कांच के लिए, यह लगभग 7.7% होता है।
रेले की फिल्म
जैसा कि लॉर्ड रेले द्वारा देखा गया है, कांच की सतह पर धूमिल जैसी पतली फिल्म परावर्तकता को कम कर सकती है। इस प्रभाव को एयर इंडेक्स n0 और ग्लास इंडेक्स nS के बीच अपवर्तनांक n1 के साथ सामग्री की एक पतली परत की कल्पना करके समझाया जा सकता है। प्रकाश किरण अब दो बार परावर्तित होती है एक बार हवा और पतली परत के बीच की सतह से और एक बार परत से कांच के इंटरफ़ेस तक होती है।
ऊपर दिए गए समीकरण से और दोनों इंटरफेस के लिए ज्ञात अपवर्तक सूचकांक परावर्तन क्रमशः R01 और R1S के रूप में गणना की जाती है। इसलिए प्रत्येक इंटरफ़ेस पर संचरण T01 = 1 - R01 और T1S = 1 - R1S होता है। कांच में कुल संप्रेषण इस प्रकार T1ST01 के रूप में होता है। n1 के विभिन्न मूल्यों के लिए इस मान की गणना करने पर यह पाया जा सकता है कि परत के इष्टतम अपवर्तक सूचकांक के एक विशेष मूल्य पर दोनों इंटरफेस का संप्रेषण बराबर होता है और यह कांच में अधिकतम कुल संप्रेषण से मेल खाता है।
यह इष्टतम मूल्य दो आसपास के सूचकांकों के ज्यामितीय माध्य द्वारा दिया गया है
कांच के उदाहरण के लिए (nS ≈ 1.5) हवा में (n0 ≈ 1.0), यह इष्टतम अपवर्तक सूचकांक n1 ≈ 1.225.है।[18][19]
प्रत्येक इंटरफ़ेस का प्रतिबिंब हानि लगभग 1.0% होता है। 2.0% के संयुक्त हानि के साथ और लगभग 98% का समग्र संचरण T1ST01 के रूप में होता है। इसलिए हवा और कांच के बीच एक मध्यवर्ती लेपन प्रतिबिंब हानि को आधा कर सकती है।
हस्तक्षेप लेपन
एक परावर्तन रोधी लेपन बनाने के लिए एक मध्यवर्ती परत का उपयोग विद्युत संकेतों के प्रतिबाधा मिलान की प्रौद्योगिकी के अनुरूप माना जा सकता है। प्रकाशित तंतु अनुसंधान में इसी तरह की विधि का उपयोग किया जाता है जहां एक इंडेक्स मैचिंग ऑयल का उपयोग कभी-कभी कुल आंतरिक प्रतिबिंब को अस्थायी रूप से विफल करने के लिए किया जाता है जिससे की प्रकाश को फाइबर में या बाहर जोड़ा जा सके। हवा के सूचकांक और सब्सट्रेट के सूचकांक के बीच प्रत्येक परत के अपवर्तक सूचकांक को धीरे-धीरे सम्मिश्रित करते हुए सामग्री की कई परतों तक प्रक्रिया को विस्तारित करके सिद्धांत में और कम प्रतिबिंब बनाया जा सकता है।
व्यावहारिक विरोधी प्रतिबिंब लेपन चूंकि मध्यवर्ती परत पर न केवल प्रतिबिंब गुणांक की प्रत्यक्ष कमी के लिए निर्भर करती हैं बल्कि पतली परत के हस्तक्षेप प्रभाव का भी उपयोग करती हैं। मान लें कि परत की मोटाई ठीक से नियंत्रित होती है, जैसे कि यह परत में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का एक चौथाई रूप में होती है λ/4 = λ0/(4n1), जहां λ0 वैक्यूम तरंग दैर्ध्य है। परत को तब क्वार्टर वेव लेपन कहा जाता है। इस प्रकार की लेपन के लिए दूसरे इंटरफ़ेस से परावर्तित होने पर सामान्य रूप से आपतित किरण होती हैI पहली सतह से परावर्तित किरण की तुलना में अपनी स्वयं की तरंगदैर्घ्य का ठीक आधा यात्रा करती है, जिससे विनाशकारी हस्तक्षेप के लिए अग्रणी होती है। यह मोटे लेपन परतों 3λ/4, 5λ/4 के लिए सही है, चूंकि तरंग दैर्ध्य और घटना के कोण पर प्रतिबिंब की मजबूत निर्भरता के कारण इस स्थिति में विरोधी परावर्तक प्रदर्शन खराब है।
यदि दो किरण R1 और R2 की तीव्रता बिल्कुल समान हैं, तो वे विनाशकारी रूप से हस्तक्षेप करती है और एक दूसरे को निरस्तीकरण कर देती है, क्योंकि वे बिल्कुल चरण तरंगों से बाहर होती है। इसलिए सतह से कोई प्रतिबिंब नहीं होता है, और किरण की सभी ऊर्जा संचरित किरण T में होनी चाहिए, परतों के ढेर से प्रतिबिंब की गणना में, स्थानांतरण मैट्रिक्स विधि का उपयोग किया जाता है।
वास्तविक लेपन सही प्रदर्शन तक नहीं पहुंचती हैं, चूँकि वे सतह प्रतिबिंब गुणांक को 0.1% से कम करने में सक्षम होती है। साथ ही परत में प्रकाश की केवल एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के लिए आदर्श मोटाई होती है, अन्य कठिनाइयों में साधारण कांच पर उपयोग के लिए उपयुक्त सामग्री वांछित होती है क्योंकि कुछ उपयोगी पदार्थों में आवश्यक अपवर्तक सूचकांक (n ≈ 1.23) होता है, जो दोनों परावर्तित किरणों को तीव्रता में बिल्कुल समान बना देता है। मैग्नीशियम फ्लोराइड MgF2 का सदैव उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह कठोर होता है और इसे आसानी से भौतिक वाष्प जमाव का उपयोग करके सबस्ट्रेट्स पर लागू किया जा सकता है, भले ही इसका सूचकांक वांछनीय n = 1.38 से अधिक होता है।
इसकी अतिरिक्त कमी कई लेपन की परतों का उपयोग करके संभव है जो सतहों के प्रतिबिंब को अधिकतम विनाशकारी हस्तक्षेप से प्रभावित करती है। ऐसा करने का एक तरीका यह है कि कम सूचकांक परत और सब्सट्रेट के बीच दूसरी तिमाही लहर मोटी उच्च-सूचकांक परत को जोड़ना होता है। तीनों इंटरफेस से प्रतिबिंब विनाशकारी हस्तक्षेप और विरोधी प्रतिबिंब उत्पन्न करता है। अन्य तकनीकें लेपन की अलग-अलग मोटाई का उपयोग करती हैं। दो या अधिक परतों का उपयोग करके, वांछित अपवर्तक सूचकांक और फैलाव ब्रॉडबैंड विरोधी प्रतिबिंब लेपन का सर्वोत्तम मिलान देने के लिए चुनी गई प्रत्येक सामग्री सामान्यतः 0.5% से कम की अधिकतम प्रतिबिंबिता के साथ 400-700 एनएम की दृश्य सीमा को आवरण करती है।
लेपन की सटीक प्रकृति लेपित ऑप्टिक की उपस्थिति को निर्धारित करती है, चश्मा और फोटोग्राफिक लेंस पर सामान्य एआर लेपन अधिकांशतः कुछ नीले रंग के होते हैं क्योंकि वे अन्य दृश्यमान तरंग दैर्ध्य की तुलना में थोड़ा अधिक नीली रोशनी को दर्शाते हैं, चूंकि हरे और गुलाबी रंग के रंगीन लेपन का भी उपयोग किया जाता है।
यदि लेपित ऑप्टिक का उपयोग गैर सामान्य घटना में किया जाता है अर्थात, प्रकाश किरणें सतह के लंबवत नहीं होती हैं तो विरोधी प्रतिबिंब क्षमता कुछ सीमा तक कम हो जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्रकाश के चरण के सापेक्ष परत में जमा हुआ चरण तुरंत परावर्तित हो जाता है क्योंकि कोण सामान्य से बढ़ जाता है। यह उल्टा है क्योंकि किरण सामान्य घटना की तुलना में परत में अधिक से अधिक कुल चरण बदलाव का अनुभव करती है। इस विरोधाभास को यह ध्यान में रखते हुए समाधान किया जाता है कि किरण स्थानिक रूप से परत से बाहर निकल जाती है जहां से यह दर्ज किया गया है और आने वाली किरणों से प्रतिबिंबों में हस्तक्षेप करता है जिन्हें आगे की यात्रा करनी है। और इस प्रकार इंटरफ़ेस पर पहुंचने के लिए अपने स्वयं के अधिक चरण जमा करते है। शुद्ध प्रभाव यह है कि सापेक्ष चरण वास्तव में लेपन को स्थानांतरित करने में कम हो जाता है, जैसे कि लेपन का विरोधी प्रतिबिंब बैंड ऑप्टिक के रूप में कम तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित हो जाता है। गैर-सामान्य घटना कोण भी सामान्यतः प्रतिबिंब को ध्रुवीकरण पर निर्भर होने का कारण बनते हैं।
बनावट लेपन
3डी पिरामिड या 2डी खांचे वाली झंझरी के साथ सतह को टेक्सचर करके प्रतिबिंब को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए लैंगमुइर-ब्लोडगेट विधि का उपयोग करके इस प्रकार की बनावट वाली लेपन बनाई जा सकती है।[20]
यदि तरंग दैर्ध्य बनावट आकार से अधिक होता है, तो बनावट कम प्रतिबिंब के साथ एक ढाल-सूचकांक फिल्म की तरह व्यवहार करती है। इस स्थिति में प्रतिबिंब की गणना करने के लिए, प्रभावी मध्यम अनुमानों का उपयोग किया जाता है। प्रतिबिंब को कम करने के लिए पिरामिडों के विभिन्न प्रोफाइल प्रस्तावित किए जाते है, जैसे कि क्यूबिक, क्विंटिक या इंटीग्रल एक्सपोनेंशियल प्रोफाइल इत्यादि के रूप में होते है।
यदि तरंग दैर्ध्य बनावट आकार से छोटा होता है, तो प्रतिबिंब में कमी को ज्यामितीय प्रकाशिकी सन्निकटन की मदद से समझाया जाता है स्रोत की ओर वापस भेजे जाने से पहले किरणों को कई बार परिलक्षित किया जाता है। इस स्थिति में रे ट्रेसिंग (भौतिकी) का उपयोग करके प्रतिबिंब की गणना की जाती है।
बनावट का उपयोग करने से सुविधा आकार के साथ तुलनीय तरंग दैर्ध्य के लिए प्रतिबिंब कम हो जाता है। इस स्थिति में कोई भी अनुमान मान्य नहीं होता है और प्रतिबिंब की गणना कम्प्यूटेशनल विद्युत् चुम्बकिकी द्वारा की जाती है।
टेक्सचर सतहों के परावर्तक गुणों पर अच्छी तरह विचार-विमर्श किया जाता है. इसमें लंबी और लघु-तरंग अनुपात समेत बड़ी मात्रा में इष्टतम टेक्सचर आकार की प्राप्ति के लिए साहित्य में अच्छी तरह चर्चा की जाती है।[21]
इतिहास
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जैसा कि ऊपर बताया गया है, प्राकृतिक रूप से लेपन की खोज 1886 में लॉर्ड रेलेय ने की थी। कोकी कम्पनी के हेरॉल्ड डेनिस टेलर ने 1904 में इस प्रकार के लेपन के उत्पादन के लिए एक रासायनिक विधि विकसित की थी।[22][23]
सन् 1935 में ओलेक्सैंडर स्मुकुला ने इंटरफ़ेंस आधारित लेपन का आविष्कार और विकास किया जो कार्ल जीसिस प्रकाशिकी कंपनी के लिए काम कर रहे थे।[24][25][26] ये लेपन कई वर्षों तक एक जर्मन सैन्य का रहस्य बने रहे, जब तक कि मित्र राष्ट्रों ने द्वितीय विश्व युद्ध के समय रहस्य की खोज नहीं की थी।[27][28]
कैथरीन बूर ब्लोडेट और इरविंग लैंगमुइर ने 1930 के दशक के उत्तरार्ध में लैंगमुइर-ब्लोडगेट फिल्मों के नाम से जाना जाने वाला कार्बनिक परावर्तन रोधी लेपन विकसित कीं थी।
यह भी देखें
- खरोंच रोधी लेपन
- द्विभाजक फ़िल्टर
- लेंस फ्लेयर, जिसे एआर लेपन कम करने में मदद करती है।
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