望遠鏡鍍膜增透膜和透光率

當光線穿越玻璃和空氣接觸面的時候，光線不但會發生折射，還會發生反射。反射不但會損失能量，導致成像變暗，還會在望遠鏡內部形成多次反射，如果內部消光不好，多次反射的光線部分會穿透目鏡進入眼睛，導致成像的對比圖降低，霧感明顯，見示意圖：

早期的望遠鏡鏡片表面是不鍍增透膜的，白玻璃表面每次反射大約會損失4%的能量，以森林人10X50保羅稜鏡為例，每側鏡筒內部剛好有10個空氣接觸面，如果不鍍膜會損耗40%的能量。（下2圖是從我購買的一個淘品牌望遠鏡上拆下來的目鏡和稜鏡，沒有鍍任何鍍膜，可以看出反射很強烈）

蔡司公司在上世紀30年代提出了增透膜的概念，在鏡片表面鍍一層氟化鎂（mgf2），厚度是550nm的四分之一，這樣一來可見光中間波段剛好可以被全部透射，可見光邊緣波段的光線沒辦法全部透射還有殘存反射，在藍色波段反射比較強烈，所以我們看到的這種鍍膜呈現藍色反光，俗稱藍膜。藍膜的平均反射率大約是1.5%，這種鍍膜是第一代增透膜，因為只有一層鍍膜，也叫單層膜。仍然以森林人10X50為例，如果全部玻璃空氣接觸面都鍍藍膜，則整架望遠鏡因為接觸面的反射而引起的能量損耗大約在15%，相對不鍍膜來說，能量損耗少了很多。（下圖是我從一架淘品牌上拆下來的物鏡，鍍的是藍膜，反光比不鍍膜要輕微）

針對單層膜只能對一種波長的光線

全透射的特點，通過增加鍍膜層數的方法，在整個可見光波段都獲得高透射率，透射率曲線更加平坦且接近100%。一般2層或者超過2層的鍍膜都可以稱為多層鍍膜，因為這種鍍膜的反光呈現綠色，俗稱綠膜。綠膜的平均透射率在99.5%以上，相應的反射率只有0.5%，繼續以森林人10X50為例，如果全部玻璃空氣接觸面都鍍綠膜，則整架望遠鏡因為接觸面的反射而引起的能量損耗只有5%，相對藍膜來說，能量損耗更輕微。事實上，森林人10X50的確是在所有的玻璃空氣接觸面鍍綠膜（下圖是我從森林人10X50上拆下來的目鏡，稜鏡和物鏡，可以發現反光非常幽暗）

有些國產低端望遠鏡，為了獲得視覺上的效果，故意把鍍膜搞成反射綠光的假綠膜，並以增透膜自居，這種鍍膜會明顯降低成像亮度，並導致成像偏色，效果最差，還不如不鍍膜！

還有一些低端望遠鏡鍍紅膜，號稱紅外夜視，效果也非常差！也就是大家所說的大紅魔

在頂級進口望遠鏡中，各玻璃與空氣的接觸面上鍍的增透膜並不一致，不同的鏡片表面，對應了不同波長的最高透射率，這樣一來，整架望遠鏡的在整個可見光波段的透光率曲線不但非常平坦而且接近100%，可以獲得不偏色而且明亮的成像，當我們觀察望遠鏡的反光時，可以看到不同的鏡片反射的顏色也不相同。這種處理方法叫膜系搭配。在下圖的EL10X50的物鏡反光中，可以隱隱約約看到綠色和紫色的反光（判斷一種鍍膜好不好，最簡單的方法就是看反光是否微弱，如果很微弱幽暗就是好鍍膜，從攝影的角度看，好鍍膜因為反射微弱，很難拍出來）

從上面的簡單分析可以發現，如果望遠鏡所有的鏡片都不鍍膜，反射會損失40%的光線，如果望遠鏡所有的鏡片表面都鍍藍膜，反射會損失15%的光線，如果望遠鏡所有的鏡片表面都鍍綠膜，反射僅僅損失5%的光線。但是很多望遠鏡出於成本考慮，僅僅只在部分表面鍍藍膜或者綠膜，部分表面並不鍍膜，很難計算其實際反射損失。我們購買的一架用於拆機分析的淘品牌望遠鏡，僅僅在物鏡表面鍍藍膜，稜鏡和目鏡全部沒有鍍膜，反射損失就非常嚴重了。以上分析僅僅針對保羅稜鏡望遠鏡，針對屋脊稜鏡望遠鏡來說，稜鏡的玻璃空氣反射面比保羅的多了2個，還多了一個調焦透鏡的2個玻璃空氣反射面，起碼多了4次反射，另外屋脊稜鏡的反射面如果是銀膜或者鋁膜，又要多5-10%的反射損失，所以通常來說，低端屋脊稜鏡望遠鏡的亮度比低端保羅稜鏡望遠鏡更暗。事實上，當光線穿越望遠鏡各個鏡片時，除了玻璃空氣接觸面反射光線，屋脊稜鏡的反射膜會吸收光線，光線在玻璃中通過時也會被玻璃吸收。因此整機望遠鏡的透光率會進一步降低，比如森林人10X50的玻璃空氣面反射光線僅僅損失5%的能量，但是玻璃對光線的吸收在15%以上，整機的光線損失在20%以上，整機透光率不到80%，而某知名型號屋脊8X42的整機透光率大約在70%左右！