Wojciech Falkowski
Technolog ds. obróbki próżniowej
Kupując soczewki z powłoką antyrefleksyjną wiemy, że powłoka AR zapewni nam lepszy komfort widzenia: zwiększy transmisję, zminimalizuje wszelkie niekorzystne odbicia, podwyższy kontrast itp. Jednak od czasu do czasu zdarzają się reklamacje z powodu różnicy barwy odbicia powłoki AR pomiędzy soczewkami z pary, wstawionymi do jednej oprawki. W poniższym tekście postaram się wyjaśnić, co może być przyczyną różnicy w odcieniu barwy światła odbitego.

Barwa światła odbitego
Każdy rodzaj powłoki AR oprócz powyższych zalet posiada bardzo charakterystyczną właściwość - barwę światła odbitego. W tym miejscu warto przypomnieć, że sama powłoka AR nie posiada koloru. To, co obserwujemy, patrząc na soczewkę z powłoką AR, jest wynikiem interferencji światła odbitego od poszczególnych granic pomiędzy ośrodkami o różnych współczynnikach załamania światła (rys. nr 1). Wynik takiej obserwacji nazywamy barwą światła odbitego.



Rys.1 Odbicie światła od granic pomiędzy ośrodkami o różnych współczynnikach załamania światła



Zależność barwy światła odbitego od kąta obserwacji
Nie wszyscy zdajemy sobie sprawę, że to, jaką barwę światła odbitego posiada powłoka, zależy również od kąta obserwacji a, a co za tym idzie, od promienia krzywizny powierzchni soczewek. Bardzo upraszczając problem, pomińmy analizę biegu promieni światła oraz ich interferencję, przyjmijmy, jako pewnik fakt, iż w miarę zmniejszania promienia krzywizny powierzchni soczewki zmieniać się będzie barwa światła odbitego w obszarach pozaosiowych. Dla lepszego zrozumienia tematu omówmy powyższe rysunki. Załóżmy, że patrzymy w punkt oznaczony B₁ (rys. nr 2a) równolegle do osi optycznej na soczewkę o mocy +0,50 dpt. Załóżmy również, że jej promień krzywizny wynosi R₁ = 87,7 mm. Obraz, jaki widzimy w tym punkcie, to obraz źródła światła umieszczonego w punkcie A₁ . Przyjmijmy, że odległość punktu B₁ do osi optycznej soczewki w linii prostej wynosi xl₁ = 25 mm. Inaczej mówiąc promień wychodzący ze źródła A₁ pada na soczewkę i odbija się od niej w punkcie B₁, następnie trafia do oka obserwatora w punkcie C₁ . Z prostych zależności można obliczyć, że kąt padania promienia na powierzchnię soczewki wynosi a₁ = a_'1 = 16,6°. Na rysunku da się również zauważyć, że wraz ze zwiększaniem odległości xl₁ rośnie kąt a₁. Jeżeli w ten sam sposób będziemy oglądać soczewkę o mocy +7,50 dpt o promieniu R = 55,5 mm (xl₁ = xl₂) wyraźnie widzimy, że kąt a₂ jest znacznie większy od kąta a₁ i wynosi a₂ = a'₂= 26,8° (rys. nr 2b).

Rys. 2a

Rys. 2b

Rys. 2a i 2b. Zmiana kąta padania a przy zmianie krzywizny soczewki R (dla stałego xl)


Rozkład barwy światła odbitego
Czy powyższe ma znaczenie dla użytkownika i jakie? Otóż ma. Soczewki z warstwą antyrefleksyjną (o różnych mocach) wstawione do jednej oprawki mają inny rozkład barwy światła odbitego biorąc pod uwagę całe powierzchnie soczewek. Rozkład ten jest ściśle związany z promieniem krzywizny soczewek (co zostało wykazane powyżej). Inaczej mówiąc, dwie soczewki z jednakowymi powłokami AR, lecz o różnych mocach będą miały taką samą barwę światła odbitego tylko w miejscu osi optycznej soczewek. Gdy będziemy obserwować na obu soczewkach miejsca odległe od osi optycznej o pewną wartość (np. xl = 20 mm) zobaczymy różne barwy. Aby pokazać, jak różne są obserwowane barwy tej samej powłoki antyrefleksyjnej, należy przeanalizować wykres nr 1 i 2, które pokazują zmianę ilości odbitego światła w funkcji długości fali przy zmianie kąta obserwacji (zwiększając wartość xl) dla dwóch różnych soczewek: +0,50 dpt i + 7,50 dpt. Dla soczewek o średnicy fi 65 wartości xl przyjmuje maksymalną wartość 32,5 mm (obszar krawędzi soczewki). Na wykresie 1 wyraźnie widać, że wpływ wielkości xl jest niewielki z punktu widzenia zmiany barwy światła odbitego. Fakt ten można stwierdzić na podstawie współrzędnych barwnych dla poszczególnych wartości xl (tabela nr 1). Jednak dla soczewki o mocy +7,50 dptr (wykres nr 2) różnice w barwie światła odbitego dla poszczególnych wartości xl₂ są znacznie większe i różne niż w przypadku soczewki o mocy +0,50 dpt. Dużo większa jest także różnica we współrzędnych barwnych (tabela nr 2).

Wykres nr1 Soczewka +0,50 dpt	Wykres nr2 Soczewka +7,50 dpt
Tabela nr1	Tabela nr2