Anti-Reflex-Beschichtung entspiegelt Glas

Entspiegeltes Glas dank Anti-Reflex-Beschichtung

Anti-Reflex-Beschichtung, AR-Beschichtung, auch Anti-Glare- und Entspiegel-Beschichtung genannt, ist eine sogenannte optische Beschichtung. Optische Beschichtungen verbessern die Transmissionseigenschaften beziehungsweise Reflexionseigenschaften eines optischen Systems. Für Präzisionsoptiken sind das neben Anti-Reflex-Beschichtung (AR-Beschichtung) auch hochreflektierende Beschichtung (Spiegel).

Dieser Artikel zeigt grob, wie entspiegelnde Beschichtungen funktionieren und wie Ihre Brillengläser davon profitieren.

Zwei Arten im Vergleich: Anti-Reflex-Beschichtung und Facettenaugentechnologie

Anti-Reflex-Beschichtungen sind in den meisten Optiken vertreten: Brillengläsern, Linsen aller Art, optischen Komponenten, Sensorik, Schutzfenstern und so weiter. Sie erhöhen die Transmission und reduzieren sogenannte Geisterbilder. Hierdurch wird die interne Widerspiegelung verringert.

1. Anti-Reflex-Beschichtung (AR-Beschichtung), Anti-Glare

Anti-Reflex-Beschichtung besteht aus mehreren Schichten, mit unterschiedlichem Brechungsindex. Die Schichten der optischen Beschichtung haben abwechselnd eine niedrige und hohe Brechzahl, um den Interferenz-Effekt hervorzurufen. Die Differenz des Brechungsindex der Schichten sorgt also dafür, dass Interferenz auftritt. Die Lichtstrahlen heben sich durch mehrmalige Brechung und Überlagerung am Übergang der Grenzflächen nahezu auf.
Fresnel zeigt mit seinen Gleichungen auch mathematisch, dass die Reflexion umso stärker ist, je stärker der Brechungsindex an der Mediengrenze wechselt. Beim Optiker sind zur Anti-Reflex-Beschichtung von Brillen in der Regel zwischen vier und acht Schichten möglich.

Die Verfahren der AR-Beschichtung beruhen auf physikalischer Gasphasenabscheidung, wie:

• Hochvakuum-Bedampfen
• Sputterdeposition

2. Facettenaugentechnologie

Geht es um sogenannte Hochleistungsoptik (Geräte für breite Spektren in Forschungsumgebungen), Solarzellen oder Leuchtdioden, wird neben AR-Beschichtungen auf „Facettenaugentechnologie“ gesetzt. Hier prallt Licht nicht ab und wird an den Grenzflächen reflektiert. Stattdessen wird eine Nanostruktur von Stäbchen als breite Grenzzone errichtet. Die regelmässigen Abstände der Stäbchen sind kleiner als die Wellenlänge des auftreffenden Lichts. Das heisst, der Brechungsindex zwischen Luft und dem künstlichen Facettenauge ändert sich nicht abrupt, sondern kontinuierlich. Der Lichtstrahl wird sozusagen gebogen, statt gebrochen. Der Brechungsindex von Luft und Auge gleicht sich einander an.

Verfahren der Facettenaugentechnologie für Antireflex Glas:

• Ätzverfahren mit fluorhaltigen Säuren (z. B. HF und H2SiF6 SiF4)
• Poröse Sol-Gel-Schichten
• Oberflächenrelief-Gitter

Exkurs Interferenz:

Vorteile der Anti-Reflex-Beschichtung für Brillenglas

Anti-Reflex-Beschichtung bietet Antireflex-Glas, ohne an Durchblick einzubüssen.

Unveredelte Linsen aus Glas leiten Licht nicht verlustfrei. Etwa 8 % des Lichts wird durch die Linse reflektiert. Dieser Verlust würde mit einer Nano-Behandlung à la Facettenaugentechnologie zwar nicht weniger, aber das Phänomen wird unsichtbar für das menschliche Auge. Bei Brillengläsern setzt man daher auf Anti-Reflex-Beschichtung. Anti-Reflex-Beschichtung verhindert nämlich sowohl Reflexionen als auch fördert es die Lichttransmission.

Die Anti-Reflex-Beschichtung einer Brille beziehungsweise der Brillengläser bewirkt neben der erhöhten Lichttransmission auch die Linderung der Augenbelastung durch eine verbesserte Sehschärfe. Brillenträger erfahren oft Nachtfahrten und Autofahrten im Dunkeln durch auftretende als unangenehm, da sie durch Lichter stark geblendet werden. Mit Anti-Reflex-Beschichtung der Brillengläser wird die Blendung ausgeschaltet. Beschwerden belasteter und überlasteter Augen beim Arbeiten am Computer und vor Bildschirmen werden ebenfalls durch mit Anti-Reflex-Beschichtung veredelte Gläser gemildert.

Anti-Reflex-Beschichtung Spray für Brillenglas

Anti-Reflex-Beschichtung für den Heimgebrauch ist eine tolle Vorstellung, hiervon ist aber abzuraten. Es gibt zwar entspiegelnde Sprays zu kaufen, diese sind aber für professionelle Fotografen konzipiert, die etwa hochreflektive Objekte fotografieren. Für Brillengläser werden Beschichtungen mittels physikalischer Gasphasenabscheidung, wie Hochvakuum-Bedampfen und Sputterdeposition angewandt. Auch Atomlagenabscheidung als chemisches Beschichtungsverfahren ist möglich. Erwarten Sie daher nicht viel von Sprays zur Entspiegelung von Brillengläsern.

Unterschiedliche Anwendungen von Anti-Reflex-Beschichtung

Facettenaugentechnologie und Anti-Reflex-Beschichtung besitzen sich ergänzende Eigenschaften. Dadurch ist in manchen Bereichen die Kombination von beiden die Lösung. In anderen Bereichen wiederum ist eine Kombination ausgeschlossen. Im Folgenden ist kurz zusammengefasst, welche Art der Entspiegelung wo ratsam ist.

• Glasfassaden und Scheiben: Fenster und Glasscheiben sind Teil unseres täglichen Lebens; von der Windschutzscheibe im Auto bis hin zu komplexen Instrumentenfenstern im medizinischen Bereich. Beide genannten Typen der Entspiegelungsverfahren werden hier eingesetzt. Schaufenster, Ausstellungsvitrinen und architektonische Glasfassaden, die stets Reflexionsfrei sein sollten, werden mit Antireflexbeschichtung zu sogenanntem Antireflex-Glas behandelt.
• Optik und Kamera: Anti-Reflex-Beschichtung wurden als revolutionär empfunden, als sie in der Fotografie eingeführt wurden. Antireflexbeschichtungen für Kameras sorgen für erhöhte Lichttransmission, schärferen Kontrast und Verhindern von Geisterbildern. Diese positiven Effekte sind auch für optische Linsen, Sensorik und Elektronik interessant.
• Bildschirme und Grafikdisplay: Für digitale Werbedisplays im Aussenbereich wird vermehrt die Facettenaugentechnologie eingesetzt. Gleiches gilt für Umgebungen mit starkem indirekten Licht – denken Sie an Orte wie den Times Square. Das Bild wird durch die Nano-Strukturierung leicht mattiert, aber Reflexion tritt nicht auf, – egal unter welchem Blickwinkel. Die Anti-Reflex-Beschichtung hingegen kommt auf Hochglanz-Bildschirmen und -Displays zum Einsatz. Hier müssen Bilder hochaufgelöst und scharf wahrgenommen werden können.
• Photovoltaik-Anlagen/Solarzellen: Solarzellen wandeln Sonnenenergie in Elektrizität um. Damit so viel Sonnenlicht wie möglich aufgefangen wird, sorgt die spezielle Beschichtung auf Basis der Facettenaugentechnologie dafür, den Wirkungsgrad der Solarzellen zu verbessern. Die spektrale Bandbreite der Antireflexbeschichtung reicht hier nicht aus. Eine Nanobeschichtung mit nanoskaligen Siliziumdioxid-Partikeln sorgt für den reinigenden Abperleffekte von Niederschlag und ist ebenfalls möglich.

Anti-Reflex-Beschichtung in der Schweiz

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