طلاءات بصرية للكاميرات والعدسات وأنظمة التصوير

خلال تطوير التصوير الفوتوغرافي وتكنولوجيا التصوير، لطالما لعبت الطلاءات البصرية دور "أبطال غير مرئيين".من العدسات الفردية للكاميرات الفيلمية الأولى إلى الوحدات البصرية المعقدة للكاميرات المهنية ذات العدسات الفردية اليوم، الكاميرات بدون مرايا وأنظمة التصوير الصناعي، والطلاء البصري دفعت الأداء البصري للعدسات إلى أقصى حد من خلال تنظيم الانعكاس،خصائص انكسار وامتصاص الضوءهذا الفيلم الخاص الذي يغطي سطح المكونات البصرية، على الرغم من أن سمكها غالبا ما يقاس في نانومترات، يحدد مباشرة وضوح الصورة،إنتاج الألوان ومعدل استخدام الضوء، وأصبحت تكنولوجيا أساسية لا غنى عنها لأنظمة التصوير الحديثة.

تكمن القيمة الأساسية للطلاء البصري في التحكم الدقيق في الخسائر المتأصلة أثناء انتشار الضوء.سطح الزجاج البصري غير المغطى سوف يعاني من خسارة انعكاس حوالي 4٪ بسبب الفرق في مؤشر الانكسار بين الهواء والزجاجعدسة الكاميرا مع مجموعات متعددة من العدسات، دون حماية الطلاء يمكن أن تتراكم خسارة انعكاس أكثر من 30٪.هذا لا يؤدي فقط إلى عدم كفاية سطوع الصورة ولكن أيضا يسبب "الوهج" و "الشبح" بسبب انعكاسات متعددة بين العدساتوالغلافات البصرية، من خلال مبدأ التداخل السطحي،جعل الضوء المنعكس تلغي بعضها البعض مع تعزيز كثافة الضوء المنقول، بحل هذه المشكلة بشكل أساسي.

وفقاً للمتطلبات الوظيفية، شكلت الطلاءات البصرية في الكاميرات وأنظمة التصوير نظامًا متنوعًا، من بينها الأفلام المضادة للإنعكاس، الأفلام المضادة للإنعكاس،أفلام المرشحات والأفلام المقاومة للارتداء هي الأكثر شيوعاً. الطلاء المضاد للإنعكاس هو النوع الأكثر استخدامًا. مفهوم تصميمه هو إيداع طبقات متعددة من الأفلام الكهربائية مع مؤشرات انكسار مختلفة (مثل ثاني أكسيد السيليكون ،ثاني أكسيد التيتانيوم) على سطح العدسة، بحيث تكون مراحل الضوء المنعكسة على السطح العلوي والسفلي من الفيلم متعارضة ، وبالتالي تحقيق إلغاء التداخل.الطلاءات المضادة للإنعكاس عالية الجودة يمكن أن تقلل من انعكاسية سطح واحد إلى أقل من 0.1 ٪. بالنسبة لمعدسات التلفوتو المكونة من عدسات متعددة ، يمكنها زيادة إجمالي انتقالات الضوء من 70٪ إلى أكثر من 95٪ ، مما يجعل الصور أكثر إشراقاً وتفصيلاً في ظروف الضوء الضعيف.الأفلام المعتادة الزرقاء الأرجوانية أو الخضراء المضادة للإنعكاس التي نراها اليوم هي بالضبط العرض البصري بعد طبقات متعددة من الوسائط.

تلعب الأفلام المضادة للإنعكاس والأفلام المرشحة دورًا في تلبية متطلبات التصوير المحددة. في جهاز البحث أو نظام قياس المسافة في الكاميرا ، فإن الأفلام المضادة للإنعكاس ،من خلال الترتيب للمواد ذات مؤشر انكسار مرتفع (مثل كبريتات الزنك)، يجعل انعكاس طول الموجات المحددة للضوء يتجاوز 90٪، مما يضمن صورة واضحة في جهاز البحث.الفيلم المرشح يتحكم بدقة في تدفق الضوء من الألوان الأساسية الثلاثة - الأحمرفي أنظمة التصوير المستخدمة للتفتيش الصناعي،يمكن للفيلم المرشح المخصص أيضاً تصفية الضوء الضوئي، مما يسمح فقط للضوء من طول الموجة المستهدف بالمرور ، وبالتالي تسليط الضوء على العيوب الدقيقة للجسم المفحص.

بالإضافة إلى تنظيم الأداء البصري ، فإن الطبقات المقاومة للاستعمال والحماية هي أيضًا "حراس" العدسات.بصمات الأصابع والتآكل البيئي أثناء الاستخداميمكن أن تشكل الطلاءات المقاومة للاستعمال التي تحتوي على الفلور أو ثاني أكسيد السيليكون طبقة واقية بقسوة H أو أعلى على سطح العدسة التي لا تستطيع فقط مقاومة التآكل اليومي ،ولكنها تقلل أيضا من صلابة بصمات الأصابع وتسهل التنظيف. Imaging equipment used in extreme environments (such as outdoor exploration cameras and aerospace remote sensing lenses) also features special protective coatings that can resist high and low temperatures as well as chemical corrosionلضمان التشغيل المستقر للنظام البصري

تطورت تكنولوجيا تحضير الطلاء البصري منذ فترة طويلة من تبخر الفراغ المبكر إلى عمليات اليوم عالية الدقة مثل التدفق المغناطيسي والترسب بمساعدة شعاع الأيون.يمكن لتكنولوجيا التنقيط المغناطيسي إعداد أفلام متعددة الطبقات مع خطأ سمك أقل من نانومتر واحد عن طريق قصف المادة المستهدفة بأيونات عالية الطاقة، مما يتسبب في ترسب ذرات المواد المستهدفة بشكل موحد على سطح العدسة ، مما يلبي متطلبات التصميم البصري المعقد.يمكن أن يزيد ترسب شعاع الأيون المساعدة من كثافة والتماسك من الفيلممما يقلل من احتمال سقوط الطلاء أثناء الاستخدام الطويل الأجل.يسمح تطبيق هذه العمليات المتقدمة لطلاء العدسات الحديثة لتحقيق وظائف متعددة في وقت واحد مثل تعزيز الشفافية، مقاومة للارتداء ، ومقاومة للمياه ، تشكل نظام "طلاء ضوئي مركب".

مع تطوير تكنولوجيا التصوير نحو الدقة العالية والصغر والذكاء ، فإن الطلاء البصري يقدم أيضًا اختراقات مستمرة.في عدسات البريسكوب في كاميرات الهواتف المحمولةفي نظام التصوير في التصوير الفلكي المهنيطبقة مخصصة للقطاع الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة فوق البنفسجية تمكن الكاميرا من التقاط الضوء الكوني غير مرئي للعين البشريةفي أجهزة التصوير بمساعدة الذكاء الاصطناعي، تعزز التحسينات التعاونية للطلاء والخوارزميات النطاق الديناميكي ونسبة الإشارة إلى الضوضاء للصور.

من عصر الأفلام إلى العصر الرقمي، كل تقدم في الطلاء البصري قد دفع إلى قفزة في جودة الصورة.يستخدم التحكم الدقيق على مستوى نانومتر لجعل الضوء يخدم بشكل أفضل متطلبات التصويرفي المستقبل، مع تطوير مواد جديدة (مثل المواد ثنائية الأبعاد) وعمليات جديدة،سيتمكن الطلاء البصري من تحقيق تحكم أطول بدقة في الطيف وتكيف أفضل مع البيئة، وفتح مساحات تطبيق أوسع للكاميرات والعدسات وأنظمة التصوير المختلفة، ومواصلة كتابة أسطورة "الغير مرئية" في عالم الضوء والظلال.