113年:視覺光學

承上題【一個需要鍍抗反射膜的CR-39塑膠鏡片(n=1.498),下列何者可以做為抗反射膜的厚度?】,該薄膜的折射率為何?

A1.22
B1.49
C2.1
D3.2

詳細解析

本題觀念:

本題為「承上題」連續題,延伸上題(抗反射膜厚度為 1/4 波長)的概念,進一步考查為使 CR-39 鏡片(折射率 nlens=1.498n_{lens} = 1.498)的抗反射膜達到零反射,所需薄膜的最佳折射率(optimal refractive index)計算。

選項分析

要使單層抗反射膜完全消除反射(零反射),除了滿足厚度為 λ/4\lambda/4 的條件外,還需滿足折射率匹配條件

nfilm=nair×nlensn_{film} = \sqrt{n_{air} \times n_{lens}}

代入數值:

  • nair=1.00n_{air} = 1.00(空氣)
  • nlens=1.498n_{lens} = 1.498(CR-39,題目給定)

nfilm=1.00×1.498=1.4981.224n_{film} = \sqrt{1.00 \times 1.498} = \sqrt{1.498} \approx 1.224

(A) 1.22 ✅(正確答案) 1.4981.224\sqrt{1.498} \approx 1.224,四捨五入為 1.22,與選項 A 最接近。此即理論上最佳的單層抗反射膜折射率。

(B) 1.49n=1.49n = 1.49 幾乎等於 CR-39 鏡片本身的折射率,薄膜與鏡片之間幾乎無折射率差異,也就幾乎沒有膜後表面反射,無法形成有效的雙光束干涉,不能達到消反射目的。

*(C) 2.1

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