Основная задача оптических линз — фокусировать свет. Они позволяют камерам делать четко сфокусированные фотографии, а светодиодным фарам ярко светить и гибко регулировать их луч.
Для оптимального контроля прохождения луча света необходимы сложные системы линз. Они состоят из нескольких линз разной формы. Сегодня предпочтительным материалом для линз является прозрачный пластик, так как недорогой процесс литья пластмасс под давлением позволяет производить линзы любой формы.
Однако остается одна проблема: свет отражается от поверхности линз. Пластик имеет показатель преломления (показатель отражения света) примерно 1,5.
Напротив, показатель преломления воздуха равен 1; это означает, что пластиковые линзы отражают примерно 8 процентов падающего света. «Изогнутые поверхности усиливают этот эффект, когда свет падает на них под косым углом», — объясняет д-р Ульрике Шульц из отдела пластической оптики Института прикладной оптики и точного машиностроения им. Фраунгофера IOF в Йене.
Показатель преломления значительно сниженУченые Fraunhofer IOF посетят выставку K 2016 в Дюссельдорфе, самую важную выставку индустрии пластмасс и каучука во всем мире, с 19 по 26 октября (зал 7, стенд SC01), чтобы продемонстрировать новый тип антибликового покрытия для изогнутого пластика. линзы. Покрытие снижает показатель преломления на поверхности пластиковой оптики почти до 1,1, обеспечивая почти идеальный переход в воздух. Fraunhofer IOF недавно протестировал прототипы покрытия в различных системах линз в тесном сотрудничестве с отраслевыми партнерами.
Результаты показывают, что этот метод заметно уменьшает так называемый рассеянный свет: отраженный свет, который рассеивается через системы линз, например, в камерах, и мешает тому, как они фокусируют лучи света. Более того, эксперименты исследователей доказали, что линзы, обработанные антибликовым покрытием, разработанным в Fraunhofer IOF, пропускают значительно больше света, чем обычные линзы. Эта новая технология будет полезна не только для оптики камер и автомобильных фар, но и для нескольких областей роста, таких как виртуальная реальность или устройства, управляемые жестами, для Industrie 4.0. «Системы визуализации становятся все более важными как инструмент сбора данных — и им потребуются все более мощные оптические линзы», — прогнозирует доктор Шульц.Новый многослойный наноматериал
Система антиотражения, разработанная исследователями Fraunhofer IOF в Йене, объединяет несколько инновационных наноструктурированных пленочных слоев с обычными однородными оксидными слоями. Последовательными слоями исследователи разбавляют пластик большим количеством воздуха до тех пор, пока показатель преломления на поверхности почти не сравняется с показателем преломления воздуха. Они достигают этого с помощью новых наноматериалов, которые можно наносить на линзы сложной формы. Укладка нескольких слоев позволяет увеличить толщину антибликового покрытия вдвое по сравнению с предыдущими решениями.
Обычные антибликовые покрытия могут быть распределены неравномерно только на изогнутых линзах, так что покрытие всегда тоньше по краю, чем по выпуклому центру. «Эта физическая тонкость трансформируется в оптическую тонкость: более тонкий слой предотвращает только отражение коротковолнового света. Напротив, несколько слоев наноструктурированной пленки могут покрывать более широкий спектр длин волн, в то же время уменьшая отражение света под косыми углами», Доктор Шульц объясняет.
Пластиковая оптика особенно подходит для этого процесса. Нижний слой антибликового покрытия может быть непосредственно встроен в пластик с помощью плазменного травления. «Таким образом, мы можем наносить антибликовое покрытие на широкий спектр пластмасс», — говорит д-р Шульц.