Reflektionsförluster

Reflektionsförluster är förluster av optisk energi som uppstår när ljus möter en gräns mellan två medier med olika refraktiva index och delvis reflekteras istället för att överföras. Sådana förluster förekommer i i princip alla optiska komponenter där ljus passerar gränser, till exempel mellan luft och glas, eller mellan olika material i sammansatta filmer och linser.

Den dominerande mekanismen är Fresnels reflektion. Vid normal infall är reflektionskoefficienten R = ((n1 − n2)/(n1 + n2))^2. Vid sned infall beror reflektansen på vinkeln och polarisationen enligt Fresnels ekvationer, och för opolariserat ljus kan den uppskattas som medelvärdet av Rs och Rp. Reflektionsförlusterna är därmed beroende av våglängd, vinkel och materialens n-värden.

Andra faktorer som bidrar till reflektioner är ytors ytråhet eller oregelbundenheter, tunna films tekniska struktur och absorption i materialet. På metalliska ytor kan reflektansen vara hög och starkt våglängdsberoende, medan dielektriska gränser ofta uppvisar tydligare våglängdsberoende i det synliga spektrumet.

Att minska reflektionsförlusterna är viktigt i många applikationer. Antireflektiva beläggningar (AR) består av flera skikt med olika refraktiva index som övar destruktiv interferens för att minimera reflektansen över ett våglängdsintervall. Andra metoder inkluderar indexmatchning mellan medier och ytråhetsminimering genom texturering. Som riktvärde kan en obelagd glas–luftgräns ge cirka 4% reflektion per yta vid synligt ljus, medan AR-beläggningar kan reducera detta till under cirka 0,5% per yta i målområdet.

Reflektionsförluster påverkar effektivitet i solceller, optiska linser, kameror och fiberkommunikation samt generellt bildkvalitet och energiöverföring i optiska system.

---