Mengapa Ada Lensa Murah dan Ada Lensa Sangat Mahal

"Mengapa Ada Lensa Murah dan Ada Lensa Sangat Mahal"

Saat membeli kacamata kita ditunjukkan lensa pada berbagai harga. Mulai dari yang cukup murah hingga yang amat mahal. Isi dompet dan gaya yang akan menentukan pilihan kita jatuh ke mana? Apa yang mebuat harga lensa bervariasi?

Yang jelas, lensa harus melewatkan cahaya yang jatuh pada satu permukaan dan keluar di permukaan sebelahnya. Secara fisika, apabila cahaya jatuh dari satu medium ke medium lain yang memiliki indeks bias berbeda, maka pasti ada sebagian cahaya yang dipantulkan. Jumlah cahaya yang dipantulkan bergantung pada perbedaan indeks bias dua medium: makin besar jumlah cahaya yang dipantulkan apabila selisih indeks bias dua medium berbeda. Dengan adanya pemantulan tersebut maka cahaya yang melewati lensa berkurang. Apabila lensa tersebut adalah lensa kacamata, maka pandangan pada objek menjadi sedikit redup.

Yang dilakukan pengusaha lensa adalah menekan sekecil mungkin cahaya yang dipantulkan dan meneruskan sebanyak mungkin cahaya yang diloloskan. Apa yang harus dilakukan? Tidak ada pilihan lain kecuali memahami persamaan-persamaan fisika tentang pemantulan dan interferensi cahaya.

Cahaya bisa dihilangkan dengan mekanisme interferensi. Jika dua berkas cahaya yang memiliki panjang gelombang sama dan merambat dalam arah yang sama tetapi berbeda fase 180o maka yang terjadi adalah interferensi destruktif. Apa artinya interferensi destruktif? Simpangan total yang dihasilkan setiap saat selalu nol. Apa artinya simpangan total setiap saat nol? Artinya tidak ada cahaya.

Jadi kalau mau meniadakan cahaya yang dipantulkan permukaan lensa maka harus ada berkas cahaya lain yang merambat dalam arah yang sama dengan cahaya pantul tetapi memiliki fase berbeda 180o. Berkas ini berinterferensi destruktif dengan cahaya yang dipantulkan permukaan lensa sehingga simpangan total cahaya pantul menjadi nol, atau tidak ada cahaya yang dipantulkan. Untuk mencapai tujuan ini, para ahli lensa membuat lapisan tipis di permukaan lensa.

Mengapa lapisan tipis? Dengan adanya lapisan ini maka akan terjadi dua kali pemantulan. Pemantulan pertama dilakukan oleh permukaan lapisan tipis ketika cahaya datang udara dan mengenai permukaan lapisan tipis. Pemantulan kedua terjadi pada permukaan antara lapisan tipis dan lensa. Jadi ada dua berkas yang dipantulkan. Bagaimana agar dua berkas pantul tersebut memiliki beda fase 180o? Persamaan fisika mengajarkan hal itu. Beda potensial 180o dapat dicapai dengan memilih indeks bias yang sesuai untuk material lapisan tipis dan mengatur ketebalan lapisan tipis.
Dari persamaan pemantulan oleh permukaan benda diperoleh bahwa interferensi destruktif dapat dicapai jika ketebalan lapisan tipis sama dengan seperempat panjang gelombang cahaya dan indeks biasnya sama dengan akar perkalian indeks bias udara dan indeks bias lensa. Jika panjang gelombang cahaya diambil rata-rata 500 nm maka tebal lapisan tipis untuk menekan pemantulan adalah 125 nm. Lapisan ini yang disebut lapisan antirefleksi dan tampak berwarna kalau kita lihat dari depan lensa.

Satu lapisan hanya menghasilkan interferensi destruktif untuk satu panjang gelombang. Karena cahaya tampak memiliki sejumlah panjang gelombang maka tidak terjadi interferensi destruktif untuk semua panjang gelombang. Untuk mendiadakan pemantulan pada sebagian besar gelombang dalam spectrum cahaya tampak maka coating berlapis-lapis (multilayer coating) dilakukan. Masing-masing lapisan meniadakan pemantulan untuk masing-masing panjang gelombang. Dengan demikian hampir semua panjang gelombang pantul mengalami interferensi destruktif atau hamper semua gelombang dalam spectrum cahay tampak diloloskan oleh lensa. Lensa semacam inilah yang sangat mahal.