112年:視覺光學

承上題【未鍍膜的樹脂透鏡(n=1.72),約有多少百分比的入射光線,可通過其前表面不被反射?】,若該未鍍膜的樹脂透鏡(n=1.72),需要鍍抗反射膜,請問該薄膜的折射率約為何?

A1.22
B1.26
C1.31
D1.37

詳細解析

本題觀念:

本題為「承上題」的延伸,考察抗反射鍍膜(anti-reflection coating, AR coating)的最佳折射率計算公式。已知鏡片折射率 n=1.72n = 1.72,求薄膜折射率使反射為零(破壞性干涉條件)。

答案解析

抗反射薄膜的最佳折射率公式:

單層四分之一波長(quarter-wave)抗反射鍍膜,要使兩個界面的反射光發生完全破壞性干涉(destructive interference),需滿足:

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

代入數值(nair=1.00n_{air} = 1.00nlens=1.72n_{lens} = 1.72):

nfilm=1.00×1.72=1.721.311n_{film} = \sqrt{1.00 \times 1.72} = \sqrt{1.72} \approx 1.311

最接近的選項為 (C) 1.31

計算驗證: 1.72=1.721.3115\sqrt{1.72} = \sqrt{1.72} \approx 1.3115

四捨五入至小數點後兩位 = 1.31

選項分析

(A) 1.22 → 1.222=1.4881.22^2 = 1.488,不等於 1.72,若此為薄膜折射率,殘餘反射不為零。

(B) 1.26 → 1.262=1.5881.26^2 = 1.588,亦

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