Tác dụng của những lớp tráng phủ trong ống kính

Một phần ánh sáng đi tới thấu kính bị phản xạ bật ra ngoài ở mặt trước của thấu kính (incident reflected light), một phần đi vào trong thấu kính tiếp tục bị phản xạ ngược lại ở mặt sau thấu kính (exiting reflected light), phần còn lại dẫn truyền đi qua thấu kính để đến được mặt phim (hay cảm biến).

Ví dụ một ống kính có 5 thấu kính thì sẽ có 10 bề mặt phản xạ. Nếu chưa được tráng phủ, một bề mặt thấu kính sẽ để thất thoát trung bình 4%. Nếu là 10 bề mặt phản xạ lượng ánh sáng đi tới được bề phim chỉ còn lại 66%. Ngoài ra, phản xạ sẽ gây ra hiện tượng loé sáng, bóng ma và đốm loá (flare, ghost & halos) làm bức ảnh kém thẩm mỹ, giảm độ tương phản và độ bão hoà màu.
 

 
 
Ánh sáng đi qua các thấu kính, và lần lượt bị phản xạ ở cả hai mặt của thấu kính. Hãng Carl Zeiss là hãng sản xuất thấu kính tiên phong trong việc tráng phủ thấu kính. Năm 1935 Carl Zeiss đã sử dụng ký hiệu T* (T – Star) để cho biết lens có độ truyền dẫn ánh sáng cực cao và chống phản xạ nhờ vào các lớp tráng phủ. Năm 1970, hãng Nikon giới thiệu lens Nikkor 35mm f/1.4 sử dụng nhiều lớp tráng phủ (multi-coat) lên cả 2 bề mặt của thấu kính. Và ngày nay, tất cả các thấu kính đều được tráng phủ ngoại trừ các loại máy ảnh rẻ tiền hoặc máy ảnh sử dụng một lần rồi bỏ.
 
 

 
Công nghệ tráng phủ là vấn đề quan trọng cho chất lượng quang học của ống kính.
 
Phản xạ

Ánh sáng phản xạ chỉ xảy ra ở mặt phẳng là ranh giới giữa 2 môi trường có độ chiết suất khác nhau, trong cùng một môi trường đồng chất và đẳng hướng không có phản xạ. Cường độ ánh sáng phản xạ phụ thuộc vào 2 yếu tố cơ bản là khả năng dẫn truyền và hấp thụ của thấu kính (Transmissibility & Absorbability). Hai yếu tố cơ bản này liên quan đến độ nhẵn bóng, bề dày, cấu trúc phân tử, thiết diện hình học và độ chiết suất, dẫn xuất của thấu kính.
 
 

 
Đốm loé (flare) và bóng ma (ghost) trên bề mặt

Lens flare là hiện tượng phản xạ khuếch tán ( diffuse reflection ) khi thấu kính ngoài cùng xuất hiện đốm loé sáng trên bề mặt. Hiện tượng xảy ra nguồn sáng mạnh, không phân cực chiếu tạt ngang qua bề mặt của thấu kính ngoài cùng. Nếu khả năng hấp thụ (absorbability ) kém, trên bề mặt của thấu kính ngoài cùng sẽ xuất hiện đốm sáng loé khi nguồn sáng mạnh tạt ngang qua bề mặt ống kính.

Ngoài ra, trên bề mặt thấu kính cũng có thể xảy ra hiện tượng bóng ma là ảnh ảo của phản chiếu gương (mirror reflection) do khả năng dẫn truyền (transmissibility) của thấu kính kém hiệu quả. Nếu khả năng dẫn truyền là 0% (trường hợp kính thuỷ tráng bạc phía sau) thì mức độ phản xạ gương là 100% và ngược lại.
 
Ngoài vấn đề tổn thất ánh sáng do phản xạ, hiện tượng phản xạ bên trong ống kính còn làm cho ảnh xuất hiện “bóng ma” thường là một chuỗi các quầng sáng không có trong thực tế, hiện tượng này là sự phản chiếu một nguồn sáng mạnh qua lại giữa các thấu kính thành phần.
 

 
Một tác nhân gây phản xạ nội ánh sáng chính là phim và cảm biến. Vì vậy, việc tráng phủ phải áp dụng cho tất cả bề mặt các thấu kính, kể cả bề mặt cuối cùng.