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ハーフミラーの原理と構造について詳しく知りたいです。よろしくお願いします。

A 回答 (3件)

ミラーの基本的な構造は、



空気-反射物質-ガラス基板-空気

となっています。ハーフミラーでもまったく同じです。
ここで、反射物質は色々あります。
一番簡単なのはアルミ、銀などですね。このほかにも金などが使われることもあります。
あと、この反射物質の所では誘電体多層膜といって、2種類の物質をきわめて薄く積層した構造のものもあり、これは吸収が極めて小さいミラーが作れるため、レーザーなどの非常に強い光を反射させるミラーなどに利用されています。

屈折率の値では、空気<ガラス基板<反射物質という順番で大きくなります。

物理的には一般に屈折率小から屈折率大の物質界面で反射するときには固定端の反射となり位相が変わります。
逆の場合は自由端の反射となり、界面での位相の変化は起こりません。
これは普通の並みの反射の仕組みと同じようになっています。

一般に金属などの場合は非常に大きな誘電率εを持っていて、またその符号がマイナスになっています。(導体であるため)
そのため、金属の複素屈折率N(N^2=ε)もその虚部(虚部が吸収を表します)大きな値となります。
ですから光の電場はわずかな量しか金属に進入できません。
ただ金属膜の厚みを薄くすれば透過する光が生まれますので、金属ミラーの場合は厚みを薄くすればハーフミラーになります。

位相が反転するかどうかというのはMaxwell方程式で反射物質の誘電率εを使い、界面での連続条件から連立方程式を立ててとくと反射、透過の式を得ることができ求めることができます。

これ以上詳しくお知りになりたい場合は専門書を読まれたほうがよいでしょう。

では。
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原理・構造というほどのものはありません。


要するにミラーとしては不完全で、その向こう側に光が通り抜けてしまうというだけです。
ミラーを作る方法は実にさまざまですが、それらの方法で完全なミラーを作らないようにすればよいだけです。

と書きましたが、もしかしてご質問は「ハーフミラー」ではなくて「マジックミラー」のことですか?
(マジックミラーとは一方からは鏡でないけど反対側からは鏡になっているというものです)
もしそうなら補足してください。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

私は、前回ハーフミラーでの光の干渉のエネルギーに関する質問をさせていただいた者です。

光の干渉でのエネルギーの保存についてはよくわかったのですが、ハーフミラーの構造がよくわかっていなかったのです。

「なぜハーフミラーの一方の面では反射光の位相が反転し、もう一方の面では反射光の位相が反転しないのか?」がわからなかったので質問させていただきました。

「反射光の位相は、屈折率がより大きい物との界面での反射では反転するが、より小さい物との界面での反射では変らない」と他の方よりご回答頂いたのですが、ハーフミラーの構造(屈折率の分布)が、わからなかったので、その辺を含めてご回答頂けると非常にありがたいです。

よろしくお願いいたします。

補足日時:2003/08/03 12:09
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ガラスに金属を薄く蒸着させるとハーフミラーになります。

 あまりに薄いので光を全部反射することができず、残りの光を通過させます。 窓ガラスでも明るい側から暗い側をみると鏡のように映りますが、ハーフミラーならよりはっきり映ります。
鏡のように周りの景色が映るサングラスや、ビルの窓に使われる赤外線反射用のゴールドグラスもハーフミラーの一種です。 窓に貼れる蒸着フィルムというのもあります。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

申し訳ございませんが、光の反射光の位相についても教えていただけませんでしょうか?

金属蒸着面で光が反射されるんですよね。

<反射光>
空気→金属蒸着面
  光の位相は180度反転

空気→ガラス→金属蒸着面→ガラス→空気
  光の位相はどうなるのでしょうか?

補足日時:2003/08/03 12:25
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