光学薄膜とは

光が界面に当たると反射を起こします。例えば、左図の屈折率1.5のガラス基板に光が入る場合、入射側の界面で4%の光が反射し、さらに射出側界面で約4%を反射する事になります。
つまり、100%の光はガラスを通過すると92%に減衰されて透過し、8%の光が反射するのです。
夜、明るい室内から窓ガラス越しに外を見ると、自分の姿が写るのは、この8%の反射光が見えているのです。

このような現象は、ガラス越しの動物を気づかれないように観察するには大変都合が良いのですが、照明系で使用すると光が暗くなりますし、光学系ではゴーストやフレアーの発生原因となったりします。また、光を信号として利用する場合にはノイズや伝送距離が短くなるなどの不都合な点が多々発生してしまうのです。

例えば屈折率1.38のフッ化マグネシウムの膜を約0.1μmガラスの表面にコーティングすると、表面の反射率はコーティング無しの4%から1.41%まで低減されるのです。
左の写真は一枚のガラス板の中央より左半分に薄膜で反射防止コーティングを施したものです。反射が減少して後ろの文字が見えます。

薄膜でこのようなことができるのは、薄膜の表面で反射した光と、薄膜と基板の界面で反射した光が干渉するためです。
この光学薄膜による光の干渉作用を利用する事で、反射を減少させたり、逆に反射を増加させたりする事が可能となり、色々な用途に使えるようになります。