114年:配鏡學

在鏡片表面鍍一層氟化鎂(n=1.38)作為抗反射膜,提高光的波長500 nm的穿透率,求抗反射膜的厚度須為多少?

A90 nm
B100 nm
C125 nm
D500 nm

詳細解析

本題觀念:

四分之一波長(quarter-wave)抗反射膜的厚度計算公式,以氟化鎂(magnesium fluoride, MgF2\text{MgF}_2,折射率 n = 1.38)為例。

選項分析

四分之一波長抗反射膜的設計條件:

ncoating×d=λ4n_{\text{coating}} \times d = \frac{\lambda}{4}

其中:

  • ncoatingn_{\text{coating}} = 鍍膜折射率 = 1.38(MgF2\text{MgF}_2
  • dd = 物理厚度(所求)
  • λ\lambda = 目標波長 = 500 nm

代入計算:

d=λ4×ncoating=500 nm4×1.38=5005.5290.6 nm90 nmd = \frac{\lambda}{4 \times n_{\text{coating}}} = \frac{500 \text{ nm}}{4 \times 1.38} = \frac{500}{5.52} \approx 90.6 \text{ nm} \approx 90 \text{ nm}

(A) 90 nm — 計算結果約 90.6 nm,四捨五入為 90 nm,正確。✅

(B) 100 nm — 代入計算:4×1.38×100=552 nm4 \times 1.38 \times 100 = 552 \text{ nm},對應波長 552 nm,非 500 nm。❌

(C) 125 nm

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