Beleuchtete Optik. Geschichte der Erfindung und Produktion

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Unter Aufhellung der Optik versteht man das Aufbringen eines dünnen Films oder mehrerer übereinander liegender Filme auf die an Luft angrenzende Oberfläche von Linsen. Dies ist notwendig, um die Lichtdurchlässigkeit des optischen Systems zu erhöhen.

Der Brechungsindex solcher Filme ist (nicht immer) kleiner als der Brechungsindex von Linsengläsern.

Antireflexionsfolien reduzieren die Reflexion des einfallenden Lichts von der Oberfläche des optischen Elements und verbessern so die Lichtdurchlässigkeit des Systems und den Kontrast des optischen Bildes.

beschichtete Optik
Fernglas mit vergüteter Optik

Eine beschichtete Linse erfordert eine sorgfältige Handhabung, da die auf der Oberfläche der Linsen aufgebrachten Filme leicht beschädigt werden können. Darüber hinaus stören dünnste Schmutzfilme (Fett, Öl) auf der Oberfläche der Antireflexionsbeschichtung deren Funktion und erhöhen die Lichtreflexion von der verunreinigten Oberfläche stark. Es ist zu bedenken, dass Fingerabdrücke mit der Zeit die Antireflexbeschichtung zerstören.

Je nach Aufbringungsmethode und Zusammensetzung der Antireflexionsbeschichtung kann die Aufhellung physikalisch (Sputtern im Vakuum) und chemisch (Ätzen) erfolgen. Die Radierung wurde zu Beginn des Zeitalters der Aufklärung eingesetzt.

Die Methode zur Bildung mono- und multimolekularer Filme wurde in den 1930er Jahren von Irving Langmuir und seiner Schülerin Katherine Blodgett entwickelt. Derzeit wird diese als Langmuir-Blodgett-Methode bezeichnete Technologie aktiv bei der Herstellung moderner elektronischer Geräte eingesetzt.

Schematische Darstellung der Gewinnung von Langmuir-Blodgett-Filmen (zum Vergrößern anklicken)

Schon in der Schule fasste Katherine Blodgett den festen Entschluss, Wissenschaftlerin zu werden. Doch obwohl ihre Noten in Physik und Mathematik hervorragend waren, war dies nicht einfach – zu Beginn des XNUMX. Jahrhunderts galt ein solcher Beruf als ungeeignet für eine Frau. Der Fall hat geholfen.

Bevor sie die Schule verließ, nahm sie in den Weihnachtsferien 1916 an einem Rundgang durch das Forschungszentrum von General Electric (GE) in Schenectady, New York, teil, wo ihr Vater einst als Leiter der Patentabteilung gearbeitet hatte. Einer der Forscher, der Chemiker Irving Langmuir, der sich an George Blodgett erinnerte, machte auf ein Mädchen aufmerksam, das Interesse an wissenschaftlicher Arbeit zeigte. Katherines Begeisterung beeindruckte ihn und er ermutigte sie, ihre Ausbildung fortzusetzen.

An der University of Chicago, wo Catherine 1917 eintrat, untersuchte sie die Absorption von Gasen durch Kohle und verbesserte das Design einer Gasmaske. Beeindruckt von ihren Fortschritten stellte Langmuir sie zwei Jahre später als seine Assistentin ein.

Katherine war die erste Forscherin, die von GE eingestellt wurde (die Unternehmensleitung musste dies nie bereuen). In den ersten Jahren beschäftigte sie sich unter der Leitung von Langmuir mit der Verbesserung von Glühlampen und ging 1924 nach Großbritannien, an das berühmte Cavendish Laboratory, das vom Nobelpreisträger für Chemie von 1908, Sir Ernst, geleitet wurde Rutherford.

Zwei Jahre später kehrte Catherine, bereits Ärztin, zu ihrem Heimatunternehmen zurück und begann zusammen mit Lagmuir mit der Chemie dünner Filme. Das Ergebnis der Untersuchung monomolekularer (ein Molekül dicker) Schichten auf der Oberfläche einer Flüssigkeit war die Verleihung des Nobelpreises für Chemie an Langmuir im Jahr 1932.

Langmuir-Filme blieben ein rein wissenschaftliches Phänomen, das nur die Farbe von Seifenblasen und Benzinfilmen auf Wasser erklären konnte, bis Blodgett, bei der Firma Cathy bekannt, Mitte der 1930er Jahre einen Weg fand, monomolekulare Filme auf Hartplatten zu übertragen (immer noch diese Methode). (seither als Langmuir-Blodgett-Methode bekannt) und hat nicht herausgefunden, dass Filme übereinander aufgetragen werden können.

Katherine hatte eine Idee: Wenn jede Dicke ihre eigene „Interferenz“-Farbe hat, dann kann man durch Auftragen der erforderlichen Anzahl von Schichten normales Glas (das bis zu 10 % des einfallenden Lichts reflektiert) vollständig und zu 99 % transparent machen! Ein Film aus 44 Schichten Bariumstearat (ein enger Verwandter von Seife) erwies sich als optimal, und 1938 kündigte GE die Schaffung eines „unsichtbaren“ (erleuchteten) Glases an, das heute fast jedem bekannt ist, der jemals ein Fernglas oder ein Fernglas gesehen hat fotografisches Objektiv.

Autor: S.Apresov

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