Дихроическое зеркало

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Оптика тонких плёнок
Рис.1 Схема работы дихроических зеркал в Nikon RGB-матрица без светофильтровRGB

Дихроическое зеркало (см. дихроизм, от греческого dikhroos — двухцветный) — дихроические зеркала и дихроические отражатели, взаимодействующие с потоком света благодаря интерференции света в тонкослойных покрытиях. Они обычно характеризуются цветом или цветами света, который они отражают, - но не цветом или цветами, который они пропускают, в отличие от дихроическиих фильтров.

Дихроизм[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Дихроическое стекло

Дихроический материал разделяет видимый свет на лучи различных длин волн (цвета), отражая и пропуская в одном случае и материал, которым поляризуют световые лучи, выделяя нужные из общего спектра — во втором случае, производит раздвоение или разделение. Откуда пошло название. (Дихроический фильтр и дихроическое стекло).

Любое оптическое устройство с применением таких материалов может разделить пучок света на два луча с отличающимися длинами волны. К таким устройствам относятся дихроические зеркала и фильтры. Обычно это касается материалов с оптическими покрытиями, которые применяются, чтобы отразить свет с определенным диапазоном длин волны и пропустить свет нужного диапазона. Например, дихроическая призма, используемая в некоторых видеокамерах, использует несколько покрытий, чтобы разделить свет на красные, зеленые и синие компоненты и чтобы сделать запись на отдельных CCD фотосенсорах. Этот вид дихроического устройства обычно не зависит от поляризации света. Здесь использован термин — двуцветный для данного принципа. Второе значение дихроизма относится к материалу, в котором свет в различных ситуациях поляризации проходит через оптическую систему поляриации (два поворотных поляризвционных фильтра) и испытывает переменное поглощение. Этот термин появился в результате наблюдений за эффектом в кристаллах турмалин. В этих кристаллах сила дихроического эффекта изменяется так с длиной волны света, когда кристалл заставляет их интерферироваться (синтезироавть) и давать различные цвета. (Например, при настройке поляризатора на нужный эффект поляризации при фотографировании происходит выделение степени голубизны неба).

Важность значения дихроизма может назначаться из контекста. Так, дихроидное зеркало, дихроидный фильтр, или разделитель луча, которые упоминаются как дихроические — применяют в первом случае, в более важном смысле; дихроический кристалл или материал, применяемый к абсорбирующему принципу при поляризации, обычно относят ко второму случаю. (Дихроизм и дисперсию в отнощении разложения света следует различать).

Дихроические зеркала и дихроические фильтры[править]

Если дихроические зеркала и дихроические отражатели определяются цветом или цветами света, который они отражают, а не цвет или цвета, который они передают (см. дихроизм для этимологии термина), то дихроический фильтр образует и передаёт свет(цвета) как насыщенный (интенсивный). Такие фильтры популярны и используются в архитектуре и театрах. Применяемые за источником света дихроические зеркала обычно отражают видимый свет вперед, позволяя невидимый инфракрасный свет (излученная высокая температура) пройти за пределами крепления, отражая пучок света, который «более прохладен».

Дихроические фильтры используют принцип вмешательства. Переменные слои оптического покрытия нанесены на задней поверхности стеклянного основания, выборочно усиливая определенные длины волн света интерферируя с другими длинами волны. Слои обычно депонируются в вакууме. Управляя толщиной и числом слоев, частота (длина волны) полосы пропускания фильтра может быть настроена и сделана столь же широкая или узкая по желанию. Поскольку нежелательные длины волны отражены, а не поглощены, дихроические фильтры не поглощают много энергии во время операции и не становятся столь горячими как эквивалентный обычный светофильтр (который пытается поглотить всю энергию за исключением энергии в полосе пропускания.

Физика работы дихроических зеркал и фильтров[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Дихроическое стекло

Дихроические зеркала и фильтры в фотографии[править]

В настоящее время в фотографии (особенно в цифрографии) эти материалы находят широкое прменение в системах зеркальных видоискателей, фотосенсорах, где требуется принцип дихроизма. Т.е. когда требуется выделить или задержать, или отразить и пропустить определённый цвет падающего луча света. (Например, при фотосъёмке только в зоне ИК излучения - в военных целях, космосе и др).

Схема трехслойного пикселя Foveon X3 без светофильтров RGB

В настоящее время ведется интенсивная работа в области создания фотосенсоров, где необходимо избавится от фильтров Байера RGBCCD фотосенсорах и от фотосенсоров — 3CCD-сенсоров (дорогостоящей, не компактной конструкции). Корпорация Nikon запатентовала способ изготовления фотосенсоров, который позволит в будущем решить эту задачу (См.Рис.1), (См. Nikon RGB-матрица). Разработанный Foveon X3-сенсор, который применяется фирмой Sigma (в фотокамерах Sigma SD14, Sigma SD15), параллельно решил эту задачу. Изображения с применением этих фотосенсоров по качеству передачи цветов не уступают цветной плёночной фотографии и находят широкое применение в студийных съёмках, съёмках на натуре, заповедниках и научных целях. Пока они работают без шума в пределах ISO 60—800 единиц. (Для сравнения фотосенсоры типа CMOS работают при ISO в диапазоне 100—3200 и более единиц).[1][2]

См. также[править]

Ссылки[править]