Antireflexné úpravy a kontrola kvality

Tieto nežiaduce efekty spôsobujú bolesť a únavu očí, čo je v najväčšej miere pozorovateľné pri používaní počítača a počas šoférovania v noci. Z estetického hľadiska, veľa ľudí považuje odrazy okuliarových šošoviek za „neatraktívne“ a pre niektorých sú dokonca prekážkou od nosenia okuliarov. Pre dôvody hore uvedené je čím ďalej tým viac rozšírené používanie antireflexných (AR) úprav pre okuliarové šošovky aj vďaka narastajúcej cenovej dostupnosti – cena AR úprav postupom času klesá a môže si ju dovoliť čoraz viac ľudí.

V súčasnosti je trend používania vyšších indexov okuliarových šošoviek vďaka znižujúcim sa cenám vysoko indexových materiálov. Z toho dôvodu je používanie AR úprav čoraz viac nevyhnutné práve u vyšších indexov. Mnohí výrobcovia už nedodávajú vyššie indexy bez AR úprav. 

Z toho dôvodu je používanie AR úprav čoraz viac nevyhnutné práve u vyšších indexov. Mnohí výrobcovia už nedodávajú vyššie indexy bez AR úprav. Reflexia jednotlivých indexov lomov okuliarových šošoviek sa vypočíta podľa vzorcov uvedených nižšie.

R_S = (n – 1)² : (n + 1)²       

R_T = 2 * RS : (1 – R_S)

R_S – reflexia pre jednu stranu okuliarovej šošovky

R_T  – celková reflexia pre obidve strany okuliarovej šošovky

n – index lomu okuliarovej šošovky

Z hore uvedených vzorcov vyplýva, že materiál o indexe lomu 1,5 má priepustnosť svetla 92,4 %, zatiaľ čo materiál o indexe lomu 1,7 má priepustnosť svetla 87,4 %  (priepustnosť = 100% – reflexia).

AR úpravy eliminujú odrazy okuliarových šošoviek na základe takzvanej deštruktívnej interferencie, kvôli vlnovej povahe svetla (svetlo sa správa aj ako vlna aj ako častica – fotón). V súčasnosti sa používajú viaceré druhy nanášania AR úprav, pričom dominantná a najviac používaná technológia je naparovanie vo vákuu (PVD). Materiály (anorganické oxidy kovov) s rôznym indexom lomu sú vyparované elektrónovým lúčom na povrch okuliarových šošoviek vo vysokom vákuu o presne vymedzenej hrúbke / váhe. Najčastejšie používané anorganické oxidy kovov sú: ZrO2, SiO2, Ti3O5, Ti-Al-O, SIO, Ta2O5.

Prvé antireflexné vrstvy boli jednovrstvové a postupom času sa ich počet ustavil zhruba od 6 do 10 vrstiev (v závislosti od výrobcu), pričom posledná vrstva býva hydrofóbna, alebo olejofóbna na zabezpečenie lepšieho čistenia šošoviek užívateľom, poprípade protišmyková vrstva, ktorá je aplikovaná kvôli operácií brúsenia okuliarových šošoviek a po zabrúsení šošoviek do rámu býva odstránená.

AR úprava sa vždy nanáša (vyparuje) na zalakovanú šošovku, aby sa zabezpečila dostatočná adhézia. Hrúbky antireflexných úprav závisia od viacerých faktorov, ale vo všeobecnosti sa dá povedať, že hrúbka je v rádoch stoviek nanometrov (tisícin milimetra). Priemerná hrúbka vlasu sa pohybuje od 42 do 95 mikrometrov, čiže hrúbka ľudského vlasu je približne 180 x väčšia ako hrúbka AR vrstvy.

Výnimkou medzi AR vrstvami je MIRROR (zrkadlo), ktorý je presný opak antireflexu. Úlohou antireflexných vrstiev je znižovať odrazy, zatiaľ čo mirror odrazy zvyšuje. Mirror je tiež nanášaný pomocou PVD a pozostáva zo 4–6 vrstiev.

Kvalita antireflexných úprav

Za posledné dva roky sa podiel šošoviek na ktorých bola aplikovaná antireflexná úprava pohybuje okolo 70% (okrem bifokálnych šošoviek), čo znamená že dvaja nositelia z troch používajú antireflexnú úpravu. Čo znamená kvalita pre antireflexné úpravy? Odpoveď na túto jednoduchú otázka je viac komplexná ako by sa mohlo na prvý pohľad zdať. Našťastie kvalita antireflexných úprav sa dá objektívne zhodnotiť na základe viacerých testov, ktoré si predstavíme. Kvalita antireflexných úprav sa dá z časti testovať v rámci jednotlivých receptových brúsiarní a zvyšok môže byť otestovaný buď u výrobcov zariadení na AR, alebo v špecializovaných laboratóriách na kvalitu ako je napríklad COLTS – Laboratories.

Vlastnosti antireflexných úprav by sa vo všeobecnosti dali rozdeliť na:

• optické parametre AR úprav;

• mechanické parametre AR úprav.

Optické parametre:

• svetelná priepustnosť;

• farba reflexie;

•  kontrola pohľadom;

• artifical Ageing – QUV;

• Bayerov test;

• varný test;

• teplotný test;

• meranie kontaktného uhlu.

Bayerov test – abrazívny (foto) je používaný k určeniu odolnosti šošoviek voči poškriabaniu. Týmto testom sa nekontroluje tvrdosť len najvrchnejšej vrstvy, čo je v prípade šošoviek s AR úpravou super hydrofóbna vrstva, ale tvrdosť celého systému – šošovka + primer + lak + AR úprava. Ako prvé sa na šošovkách skontroluje čistota (v zmysle priehľadnosti) optickým prístrojom. Potom sú šošovky a vystavené kontaktu s abrazívom po dobu 300–600 cyklov a následne porovnávané optickým prístrojom voči šošovke (ktorá bola tiež v procese) z materiálu CR39, ktorá neobsahuje žiadne povrchové úpravy. Bayerovo číslo je pomer koľko krát menej je poškriabaná testovaná šošovka oproti CR39 bez povrchových úprav.

Celý text najdete v časopise Česká oční optika, prosinec 2012.