How does it work?

Wie funktioniert eine Entspiegelungsschicht?

Prinzip der Auslöschung des reflektierten Lichtes mit einer Entspiegelungsschicht

Prinzip der Auslöschung des reflektierten Lichtes mit einer Entspiegelungsschicht

An beiden Grenzflächen einer Entspiegelungsschicht wird Licht reflektiert. Die beiden reflektierten Wellenzüge einer bestimmten Wellenlänge können sich durch Interferenz vollständig auslöschen, wenn sowohl die Phasen- als auch die Amplitudenbedingung erfüllt sind.

Phasen- und Amplitudenbedingung

Phasen- und Amplitudenbedingung

Phasenbedingung
Wellental und Wellenberg der beiden reflektierten Wellenzüge müssen zusammenfallen, d.h. sie müssen zueinander einen Gangunterschied von einer halben Wellenlänge besitzen, damit für diese Wellenlänge Auslöschung durch Interferenz erfolgen kann.
Durch geeignete Wahl der Schichtdicken und -arten kann die Phasenbedingung für die Bezugswellenlänge (Wellenlänge, für welche die Entspiegelungsschicht optimiert ist) erfüllt werden. Dann führt die Interferenz zu einer Minimierung der Restreflexion.
Die Schichtdicke (d) muss hierzu ein Viertel der Bezugswellenlänge betragen.


Amplitudenbedingung

Die Amplituden der beiden reflektierten Wellenzüge müssen gleich sein, damit eine vollständige Auslöschung für die Bezugswellenlänge erfolgen kann.


Durch entsprechende Auswahl der Brechzahlen der Entspiegelungsschichten führt Interferenz zu einer Minimierung der Restreflexe. Eine geeignete Kombination von Glas- und Entspiegelungsmaterial ist für die optimale Wirkungsweise der Entspiegelungsschicht entscheidend.

Dies macht die Effektivität der Entspiegelungsbeschichtung aus:

  • Dichte der Beschichtung
  • Brechzahl der Beschichtungsmaterials

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1. Einzel- und Mehrfachschichten

Reduzierung der Reflexion von Einzel- und Mehrfachschichten

Transmissionskurven für ZEISS Einstärken Sph Mineral 1.6 ET und ZEISS Einstärken Sph Mineral 1.6 Super ET

Reduzierung der Reflexion von Einzel- und Mehrfachschichten

Bei Einfachschichten erhält man in Abhängigkeit von der Brechzahl des Entspiegelungsmaterials ein mehr oder weniger ausgeprägtes Minimum bei der Bezugswellenlänge. Die Reduzierung der Reflexe ist nur für einen kleinen Wellenlängenbereich optimiert.

Möchte man jedoch eine Reflexminderung in einem großen Bereich des Spektrums erreichen, so müssen mehrere Entspiegelungsschichten aufgebracht werden. Mit einer Mehrfach-Entspiegelung kann eine Lichtdurchlässigkeit von bis zu knapp 99% erreicht werden.

Aufbau einer Super ET auf Silikatglas mit n=1.6

Aufbau einer Super ET auf Silikatglas mit n=1.6

Struktur einer Einzelschicht
Bei einer Einfach-Entspiegelung auf mineralischen Brillengläsern ist die Brechzahl der Schicht stets niedriger als die des Brillenglases. Als Schichtmaterial wird Magnesiumfluorid verwendet. Bei organischen Brillengläsern besteht eine Einfach-Entspiegelung immer aus einer hoch- und einer niedrigbrechenden Schicht. Hier kommt u.a. Siliziumdioxid (SiO 2) zur Anwendung.


Aufbau der Super ET von ZEISS

Bei einer Mehrfach-Entspiegelung werden sowohl bei organischen als auch bei mineralischen Brillengläsern abwechselnd hoch- und niedrigbrechende Materialien unterschiedlicher Schichtdicke aufgedampft. Die Dicken der Entspiegelungsschichten betragen ca. 100 bis 250 nm. Zum Vergleich: Einhundert Mehrfach-Schichten haben etwa die Dicke eines Haares.

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2. Entspiegelung und hochbrechende Brillengläser

Eine Entspiegelung ist bei hochbrechenden Brillengläsern besonders wichtig

Brechzahl und Reflexionsgrad pro Glasfläche

Eine Entspiegelung ist bei hochbrechenden Brillengläsern besonders wichtig

Der Anteil störender Reflexe steigt von Brillenkron (n = 1,5) bis zu hochbrechenden Brillengläsern mit n = 1,9 von ca. 8% auf knapp 20%. Bei hochbrechenden Brillengläsern %. sind die Reflexe somit mehr als doppelt so störend. Für höher- und hochbrechende Brillengläser ist eine Entspiegelungen also ein absolutes Muss.

Bei einem nicht entspiegelten Brillenglas mit n = 1,9 erreichen nur noch etwa 80% des auftreffenden Lichtes das Auge des Brillenträgers. Bei Brillengläsern mit n = 1,5 dagegen immerhin noch etwa 92%.

Die Darstellung des Reflexionsgrades in Abhängigkeit von der Brechzahl n zeigt deutlich, dass eine Entspiegelung umso wichtiger ist, je höher die Brechzahl des ausgewählten Glasmaterials ist.

Entspiegelte Brillengläser bieten den besseren Durchblick

  • Störende Reflexbilder und Bildschleier sind stark reduziert. Irritationen werden vermieden.
  • Der freie Blick auf die Augenpartie des Brillenträgers ist möglich. Die Brille wird kosmetisch attraktiver.
  • Die Lichtdurchlässigkeit des Brillenglases ist höher. Die Umwelt wird vom Brillenträger deutlicher und klarer wahrgenommen.
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3. Filterentspiegelung

Zur Herstellung leicht getönter mineralischer Filtergläser wurden früher ausschließlich in Masse gefärbte Brillengläser verwendet. Heute kann die Absorptionsschicht zusammen mit einer Entspiegelung im Hochvakuum aufgedampft werden.


Der Vorteil einer aufgedampften Filterschicht, verglichen mit in Masse gefärbten Brillengläsern, ist eine gleichmäßige Tönung über die gesamte Brillenglasfläche unabhängig von der dioptrischen Wirkung.
Daher kommen in Masse gefärbte Filtergläser heute immer weniger zum Einsatz.


Eine Farbkontraststeigerung, wie sie von den in Masse gefärbten Brillengläsern her bekannt ist, wird mit filterentspiegelten Brillengläsern ebenso erreicht.

4. Reflexfarben

Reflexfarben bei ZEISS Entspiegelungen

Gleiches Reflexionsverhalten einer Entspiegelungsart bei verschiedenen Materialien

Reflexfarben bei ZEISS Entspiegelungen

Leicht erkennbares Unterscheidungsmerkmal für unterschiedliche Entspiegelungen ist der Restreflex. Jede Entspiegelung von ZEISS hat, unabhängig vom Glasmaterial, eine für sie charakteristische Farbe des Restreflexes.


So hat beispielsweise eine Super ET von ZEISS immer den charakteristischen zarten blaugrünen Restreflex, ganz gleich ob es sich um ein mineralisches oder organisches, um ein hoch- oder niedrigbrechendes Brillenglas handelt. Um diesen hohen Qualitätsstandard zu erreichen, kommen bei ZEISS bis zu 50 verschiedene Fertigungsverfahren zur Anwendung.

Die Vorteile

  • Für den Augenoptiker ist die Identifikation der Entspiegelung unabhängig vom Glasmaterial leicht möglich
  • Der Brillenträger erhält auch beim Wechsel auf anderes Brillenglasmaterial mit gleicher Entspiegelung die gewohnte Reflexfarbe
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