Lens coating – lớp tráng phủ trên ống kính

Một trong những điểm đặc biệt thu hút của một chiếc lens tốt là lớp coating đầy màu sắc. Xem qua một vài quảng cáo và bạn sẽ thấy hình ảnh những chiếc lens màu sắc xanh, tím, vàng hấp dẫn như lớp sơn bên ngoài một chiếc xe mới cứng.

Những lớp tráng phủ vô cùng mỏng này (chỉ khoảng 5 phần triệu inch) rất thu hút về thị giác, nhưng liệu chúng có thực sự hữu dụng hay không? Thực ra, chỉ từ năm 1941, công nghệ coating lens mới được hoàn thiện nhưng trước khi chúng xuất hiện, máy ảnh vẫn hoạt động tốt.

Một số chiếc lens đã cũ của tác giả. Những ánh sáng màu sắc khi là hiệu ứng chống phản chiếu của lớp tráng phủ.

Thật ra thì, cũng không hẳn là “tốt” lắm. Nếu lớp coating là vô nghĩa thì Canon, Nikon hay Sony…đã không đổ hàng tỉ đô la vào nghiên cứu và phát triển các lớp tháng phủ này để chúng ngày càng tốt hơn. Nếu không có chúng, những chiếc ống kính của bạn sẽ chẳng được như bây giờ.

Vấn đề nằm ở đây: Khi ánh sáng đi qua môi trường không khí hay một số các môi trường trong suốt khác, chúng đều bị bẻ cong và phản xạ. Sự phản xạ của ánh sáng là tất cả những gì ống kính máy ảnh ghi lại. Hãy thử đổ đầy một cốc nước và bỏ một cái thìa vào đó. Sau đó nhìn cốc nước ấy từ phần cạnh và tìm ra điểm giao giữa thìa và nước. Điểm đó chính là điểm khúc xạ! 

Hãy nhìn chiếc cốc từ trên xuống, bạn cũng sẽ thấy rằng mặt nước cũng phản chiếu ánh sáng, ví dụ như cái bóng đèn huỳnh quang trên trần nhà.

Nước là chất lỏng hoàn toàn trong suốt, nhưng chúng vẫn phản xạ một phần ánh sáng. Tấm kính trên camera của bạn cũng hoàn toàn trong suốt, nhưng thường nó thường phản xạ khoảng 3-4% ánh sáng tới, dù bạn có vệ sinh nó sạch tới thế nào. Khi một tia sáng xuyên qua thấu kính trên lens, các hiện tượng vật lý tương tự sẽ xảy ra, bạn sẽ mất đi một phần ánh sáng khi chụp ảnh.

Đối với những chiếc ống kính đơn giản, tổng lượng ánh sáng mất đi sẽ rơi vào khoảng 7%, nghĩa là bạn sẽ chỉ lấy được khoảng 93% lượng ánh sáng thật sự đi vào thấu kính. Không phải vấn đề gì lớn lắm. Tuy nhiên khoảng 180 năm về trước, Joesph Petzval đã tạo ra một chiếc ống kính với nhiều lớp kính hơn. Phát minh của Joesph tạo nên một xu hướng mới, vì nhiều lớp kính hơn cho ra ảnh nhanh hơn và sắc nét hơn.

Hãy thử xem xét việc mất đi một phần ánh sáng phản xạ có ý nghĩa gì đối với thấu kính 4 lớp, như minh họa dưới đây. Tỷ lệ ánh sáng truyền đi sẽ là 0,93 x 0,93 x 0,93 x 0,93 = 75%. Ngày nay, các ống kính zoom có thể có từ 10 – 20 lớp kính và nếu thiếu đi lớp tráng phủ, lượng ánh sáng đi qua những lớp kính ấy sẽ chỉ còn khoảng 48%. Mất hơn 1 f/stop. Càng thêm thấu kính, mất càng nhiều ánh sáng.

Có một vấn đề khác. Hầu hết 7% ánh sáng bị phản xạ bật ra ngoài ở mặt trước của thấu kính, một phần đi vào trong thấu kính tiếp tục bị phản xạ ngược lại ở mặt sau thấu kính, làm xuất hiện hiện tượng haze. Màu đen sẽ không còn là màu đen nữa, và độ tương phản của hình ảnh sẽ kém đi rất nhiều.

Vậy có cách nào để khắc phục vấn đề trên không? Nếu không có lớp tráng phủ để giảm thiểu phản xạ ở các bề mặt thủy tinh, những chiếc ống kính hiện tại cũng khó để phát huy hết công dụng, độ phân giải cao cùng những chiếc ống kính quang học đa lớp sẽ là những ý nghĩ viển vông ở một vũ trụ khác.

Thế lớp tráng phủ ống kính hoạt động ra sao? Dù ngoại hinh của chúng khá sặc sỡ nhưng thực chất chúng là những lớp tráng phủ không màu, thường được tạo ra bởi chất magnesium fluoride. Nhưng vô cùng mỏng. Trên thực tế, chúng tương đương 1/4 bước sóng ánh sáng phản xạ sẽ được triệt tiêu. 

Hãy tưởng tượng một tia sáng xuyên qua một chiếc ống kính đã được tráng phủ. Một phần của tia sáng đó bị phản xạ lại bởi ống kính, và một phần ánh sáng khác bị phản xạ lại từ lớp kính phía sau của lớp tráng phủ (chất liệu kính và magnesium fluoride có công suất khúc xạ khác nhau). Nhưng tia đối với tia phản xạ thứ hai đi xa hơn: thêm ¼ bước sóng tới và có một lượng ¼ bước sóng ánh sáng bật ra ngoài.

Tổng lượng ánh sáng đi vào là ½ bước sóng. Đó thực sự là sự khác biệt 180 độ, và hai tia phản xạ bị triệt tiêu. Như một phép thuật, tất cả ánh sáng tới đều đi qua được ống kính.

Dù kĩ thuật này loại bỏ hoàn toàn ánh sáng phản xạ, những chúng sẽ chỉ hiệu quả đối với một chỉ số bước sóng nhất định mà thôi, vậy nên thêm lớp tráng phủ sẽ giải quyết vấn đề và chiếc ống kính tráng phủ đa lớp sẽ có lượng ánh sáng phản xạ giảm xuống chỉ còn 1% ánh sáng màu đỏ đậm hoặc màu xanh dương đậm. 

Lớp tráng phủ này quan trọng hơn là một lớp trang trí. Chúng đã tạo tiền đề cho những chiếc lens hiện đại thời nay đạt được tương phản, màu sắc và độ nét tốt hơn. Nhưng có thể trong tương lai, công nghệ mới sẽ biến những lớp tráng phủ này thành lỗi thời và thay thế chúng bằng các kĩ thuật hiện đại hơn.

Credit
—
Bài viết gốc từ ShutterBug
Dịch và chú giải bởi Học viện nhiếp ảnh Quảng cáo Chimkudo
Không trích dẫn khi chưa được sự đồng ý

Bài viết Lens coating – lớp tráng phủ trên ống kính đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Học chụp ảnh – Chụp ảnh sản phẩm – Chụp ảnh doanh nghiệp – ChimkudoPro.