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光学的特性-1
材料の最も重要な光学特性として、材料の内部および外部透
過率、表面反射率および屈折率が挙げられます。近軸の場合のこれらの物理量の公式を以下に示します。
光透過
外部透過率とは、光束が光学部品を一回通る時の透過率のことです。内部透過率とは、光束が光学部品を一回通る時の、表面反射が無いとした光学材料自体の透過率のことです。結像レンズ系の場合には、外部透過率の良し悪しが重要ですが、レンズ系の外部透過率は、構成レンズ表面同士の多重反射の効果が
加わりますので、レンズ系の透過率を積分球を用いて実測して得られる値は、各構成レンズの外部透過率の積よりも大きくなります。Te を外部透過率、Ti をその内部透過率、t1 およびt 2 を各々第1
面および第2 面を一回通るときの透過率とすると、表面間の多重反射効果を無視すると、次の関係式が成り立ちます。
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…（4.1） |
ここで、ｅ は自然対数の底、μはレンズ材料の吸収係数、お
よびｘ はレンズの中心肉厚です。この表式は、コーティング処
理の違いでレンズの表面透過率が第1 面と第2 面で異なるときに
も適用できます。両面とも無コートの場合では、
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…（4.2） |
ここで、r は垂直入射のときのシングルパスの強度反射率であり、
以下のフレネルの公式で与えられます。
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…（4.3） |
屈折率ｎは既知であるか、または後ほど与えられる分散式（式
4.6）を用いて計算により算出される必要があります。今まで
の表式は単色光の場合です。μとｎ の両者共、波長の関数にな
っています。
興味のある任意の波長での、レンズのTi またはTe を計算する
には、まず吸収係数μの値を求めます。通常、内部透過率Ti は、
2つの異なる厚みtc1 およびtc2 に関して、波長の関数として一覧
表にされており、μをこの表から次のように求めます。
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…（4.4） |
ここで、バーは平均値を意味します。吸収が強いスペクトル
領域では、厚みが薄い場合のTi の値が与えられるのが普通で、
このときのμは次式で与えられます。
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…（4.5） |
Tiが一覧表で与えられている波長以外の波長での透過率が必
要なときは、線型内挿式で求めます。
通常は軸上のTe 値が最も有用ですが、用途に依っては、軸上 以外の光路に沿っての透過率、またはレンズ表面全体での平均 透過率が、必要な場合があります。上に記した方法を拡張して、
今のような場合に当てはめるのは、難しくありません。任意の
入射角に対する完全なフレネルの公式を用いて、t1 とt2 を求め
ます。通常、第1 面と第2 面とで入射角が異なるので、
t1 とt2 とは等しくないのが普通です。距離x は、特定の光路に沿 っての面と面の間の距離で、光線追跡法で求めます。s-
偏光と
p- 偏光成分について、別々に求める必要があります。それらの
結果を平均すれば、平均の透過率が得られます。
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