Тхе Лигхт Тхиевес
Спојлери који су узнемирили кориснике оптике од проналаска Галилејевог првог телескопа 1610. године су апсорпција и рефлексије, које драматично смањују количину употребљиве светлости која доспева до очију гледаоца. Сваки оптички елемент (појединачно сочиво, призма или огледало) неизбежно апсорбује део светлости која пролази кроз њега. Далеко значајнија је, међутим, чињеница да се мали проценат светлости рефлектује од сваке површине од ваздуха до стакла. За непревучену оптику, овај „губитак рефлексије“ варира између 4 и 6 процената по површини, што не изгледа превише лоше док не схватите да савремени оптички инструменти имају од 10 до 16 таквих површина. Нето резултат може бити губитак светлости од чак 50 процената, што је посебно проблематично у условима слабог осветљења.
Озбиљнија је, међутим, чињеница да рефлектована светлост не нестаје само тако, остављајући тамнију слику. Уместо тога, он наставља да скаче од површине до површине унутар инструмента, при чему део светлости из ових друге, треће и четврте рефлексије на крају излази кроз излазне зенице инструмента у очи гледаоца. Таква расејана светлост се назива „одблесак“ и дефинише се као „светлост која не ствара слику, концентрисана или дифузна, а која се преноси кроз оптички систем“. Резултат је одсјај или замагљеност која прикрива детаље слике и смањује контраст. У екстремним случајевима, може чак изазвати и слике духова. Екстремни пример би био ако бисте покушавали да стаклите игру на сеновитој страни ниског гребена са јаком сунчевом светлошћу која струји преко врха иу сочиво објектива инструмента. (Никада не гледајте директно у сунце, било са или без оптике, јер може изазвати озбиљно оштећење ока.)
Једнослојни премази против рефлексије
Дуго очекивано решење проблема рефлективног губитка светлости дошло је средином 1930-их када је Александар Смакула, инжењер компаније Царл Зеисс, развио и патентирао „Зеисс нерефлектујући систем премаза за сочива“ (сада назван антирефлексни или АР премази), који је најављен као „најважнији развој века у оптичкој науци“. Убрзо након тога, војне потребе Другог светског рата убрзале су развој премаза, који су користиле и савезничке и силе Осовине у оптичким инструментима, од наочара (двогледа) до нишана за бомбе.
Теорија иза АР премаза (погледајте илустрацију испод) је веома компликован научни концепт. У примени, састоји се од провидног филма, обично од магнезијум флуорида МгФ2, дебљине једне четвртине таласне дужине светлости (око шест милионитих делова инча), који се наноси молекуларним бомбардовањем на чисту стаклену површину. Развијање методе за наношење тако микроскопски танког филма, који се ради у вакуум коморама, био је велики технолошки тријумф. Ови једнослојни антирефлексни премази смањили су губитак рефлективне светлости са између 4 до 6 процената за необложене површине на око 1,5 до 2 процента за обложене површине, чиме се повећава укупна трансмисија светлости за потпуно обложене инструменте за око 70 процената, што, с обзиром на пратеће смањење одбљеска који деградира слику, био је изузетно побољшање.
Вишеслојни антирефлексни премази
Велики недостатак једнослојних премаза, који су још увек у широкој употреби, јесте то што савршено добро функционишу само за одређену таласну дужину (боју) светлости где је дебљина премаза једнака једној четвртини таласне дужине. Овај недостатак је на крају довео до развоја вишеслојних широкопојасних премаза способних да ефикасно смање губитак рефлективне светлости у широком опсегу таласних дужина. Данашњи најбољи вишеслојни премази могу смањити губитак рефлектирајуће светлости на само две десетине једног процента на свакој површини од ваздуха до стакла.
Моје упознавање са вишеслојним премазима дошло је 1971. године када је Пентак почео да користи свој „Супер Мултицоатинг“ на сочивима фотоапарата, где је скоро елиминисао бљештање и духовите слике при фотографисању субјеката са јарким позадинским осветљењем. Произвођачи спортске оптике су били мало спори у томе, и тек 1979. године Царл Зеисс је представио свој "Т*" Мултицоатинг, који је повећао пренос светлости Зеисс двогледа на нешто више од 90 процената, док је истовремено побољшао контраст слике. Разлог зашто је требало толико дуго да се од првих једнослојних премаза до данашњих вишеслојних широкопојасних премаза прође зато што су потоњи, иако засновани на истим научним принципима, невероватно компликовани, укључују неколико танких слојева различитих флуорида, оксида, диоксида, итд. Као што можете очекивати, компјутери играју главну улогу у формулацијама и примени таквих премаза.
Иако се укупна трансмисија светлости и даље благо побољшава, највиши нивои са којима сам тренутно упознат су око 92 процента за двоглед и 95 процената за нишан за пушке, што је знатно изнад просека за такве инструменте. Примарни разлог зашто оптички нишани обично имају нешто бољи пренос светлости од двогледа је тај што користе једноставна сочива за подизање, а не компликоване призме за постављање слике.
Исто тако, двогледи са Порро призмом имају бољу трансмисију светлости него двогледи са кровном призмом сличног оптичког квалитета. Значајни изузеци су двогледи Царл Зеисс који користе Аббе-Кенигове кровне призме уместо широко коришћених кровних призми типа Пецхан, које имају једну зрцаљену (обично алуминијумску или посребрену) површину где се губи између 4 и 6 процената доступног светла током унутрашњег рефлексија. (У процесу који се назива „потпуна унутрашња рефлексија“, Порро призме и Аббе-Кенигове кровне призме добијају 100 процената рефлексије на свим својим унутрашњим површинама, без икаквих премаза.) Решења неких водећих произвођача за проблем Пецхан-призме су посебна вишеструка рефлексија. слојеви рефлектујућих премаза који добијају 99,5 процената рефлексије на зрцалним површинама.
Упозорење је да се не треба превише заносити у потрази за неколико додатних процентних поена преноса светлости. Узмите у обзир, на пример, да је повећање од 5 процената у преносу светлости у оптичком инструменту високих перформанси отприлике једнако повећању цевне брзине од 150 фпс у пушци калибра .300 магнум - никада нећете приметити разлику.
Хоће ли се икада у спортској оптици постићи 100-постотна трансмисија светлости? Никада не треба рећи "никад", али, осим модификације закона физике, одговор је готово сигурно не!
Боје премаза
Многи верују да се квалитет АР премаза може одредити бојом светлости која се рефлектује од површина. Можда, али да би се то урадило са сигурношћу потребна је знатна стручност. Боја која се види није боја самог материјала премаза који је безбојан, већ рефлектујућа боја или комбиноване рефлектујуће боје таласних дужина светлости за које је премаз најмање ефикасан. На пример, премаз који је најефикаснији у црвеној и плавој таласној дужини ће произвести зелену рефлексију. Насупрот томе, ако је премаз најефикаснији у зеленим таласним дужинама, рефлексија ће бити нека комбинација црвене и плаве, као што је магента. Рефлексије које долазе од једнослојних премаза магнезијум флуорида обично се крећу од бледо плаве до тамно љубичасте. Док боје које се рефлектују од најновијих вишеслојних премаза могу бити готово било које боје дуге, са различитим бојама које се приказују на различитим оптичким површинама у целом систему, светло бела (безбојна) рефлексија обично указује на непревучену површину.
Иако ненаучан, следећи тест уради сам за процену АР премаза је и едукативан и информативан. Једини алат који је потребан је мала батеријска лампа или, ако то недостаје, горње светло. Трик је у томе да се светлост усмери у објектив објектива инструмента тако да када гледате дуж снопа можете видети слике светлости која се рефлектује од различитих површина ваздух-стакло унутар инструмента. (Напомена: Рефлексија ће долазити и са блиске и са даље стране сочива и призме.) Сада, на основу горњих информација, у вези са бојом, добићете идеју о врстама премаза који се користе и, што је још важније, да ли површине су непревучене.
Друге врсте премаза
У недостатку простора за дубинско покривање других типова оптичких премаза, нудим следеће кратке сажетке.
Премази за корекцију фазе (П):Развијен од стране Царл Зеисса (ко други?) и представљен као "П-премаз" 1988. године, премаз за корекцију фазе је други по важности након премаза против рефлексије у инструментима са кровним призмама. Проблем (непостојећи у Порро призмама) је у томе што светлосни таласи који се рефлектују од супротних кровних површина постају елиптички поларизовани тако да су пола таласне дужине ван фазе један са другим. Ово резултира деструктивним сметњама и накнадним погоршањем квалитета слике. П-премази решавају проблем елиминисањем деструктивних фазних померања.
Рефлективни премази:Ови премази налик на огледала – који своју ефикасност често дугују конструктивним сметњама – користе се у спортској оптици чешће него што се мисли. Примери укључују: већину ласерских даљиномера и неколико нишана који користе разделнике зрака; нишани са црвеним тачкама где се премаз специфичан за таласну дужину користи да рефлектује слику тачке назад до ока стрелца; и, као што је раније речено, у инструментима са кровним призмама са печанским призмама.
Хидрофобни (водоодбојни) премази:Архетип водоодбојног премаза је Бусхнелл-ов Раингуард премаз који одбацује воду и одолијева спољашњем замагљивању. Опсежно сам тестирао Раингуард премаз у хладним климама где би ненамерно дисање на сочиво окулара заклонило нечији поглед на мету. Резултати су били да, чак и када сам намерно удахнуо и објектив и сочива окулара, узрокујући да се замагли или заледи, и даље сам могао да видим мете довољно добро да пуцам.
Премази отпорни на абразију:Упорни недостатак неких антирефлексних премаза је то што су мекани и стога се лако огребу. Срећом, данашњи "тврди" премази, иако се још увек не користе универзално, увелико побољшавају издржљивост спољашње оптике, од наочара до нишана. Најчвршћи премаз, до сада, који сам тестирао је на спољним површинама сочива са Т-плочом Буррисових Блацк Диамонд 30 мм Титанијумских нишана. Нисам могао да га огребем, чак ни оштрицом џепног ножа оштрог као жилет. Ово последње се не препоручује.
Ознаке премаза
Произвођачи оптике често користе следеће термине да опишу степен до којег су њихови инструменти заштићени АР премазима.
Обложена оптика (Ц) значи да је једна или више површина једног или више сочива премазана.
Потпуно премазан (ФЦ) значи да су све површине од ваздуха до стакла добиле најмање један слој антирефлексног премаза, што је добро.
Мултицоатед (МЦ) значи да је једна или више површина једног или више сочива добила АР премаз који се састоји од два или више слојева. Када га користе реномирани произвођачи, ова ознака обично подразумева да су једна или обе спољашње површине сочива вишеслојне и да унутрашње површине вероватно имају једнослојни премаз.
Потпуно вишеслојни премаз (ФМЦ) значи да све површине од ваздуха до стакла треба да имају вишеслојне антирефлексне премазе, што је најбоље.
Нажалост, нису сви АР премази датог типа створени једнаки, а неки чак могу бити лажни. Колико год да су дивни за гледање, веома сам скептичан у погледу вредности такозваних "рубинских" премаза, који рефлектују заслепљујућу количину црвене светлости, чинећи да предмети који се посматрају изгледају језиво зелени. Када водећи произвођачи, као што су Царл Зеисс, Леица, Никон и Сваровски, почну да користе рубин или друге необичне премазе, почећу да верујем у њих. Прва линија одбране од инфериорних и лажних премаза је куповина од произвођача са доказаним искуством у поштењу. То не значи да су чак и најбоље компаније изнад тога да најављују свој власнички премаз. Обично се људи из реклама занесу.