Optică cu film subțire - Thin-film optics

Filtrele dicroice sunt create folosind optică cu film subțire.

Interferență de film subțire cauzată de acoperirea de dezghețare ITO pe o fereastră a cabinei Airbus . Grosimea filmului este intenționat neuniformă pentru a asigura încălzire uniformă la distanțe diferite de electrozi.

Un model de lumină colorată format din interferența dintre lumina albă reflectată de la suprafața unei pelicule subțiri de motorină pe suprafața apei și interfața motorină-apă.

Lingouri oxidate cu hafniu care prezintă efecte optice de film subțire.

Optica cu film subțire este ramura optică care se ocupă de straturi structurate foarte subțiri din diferite materiale. Pentru a prezenta optică cu film subțire, grosimea straturilor de material trebuie să fie de ordinul lungimilor de undă ale luminii vizibile (aproximativ 500 nm ). Straturile la această scară pot avea proprietăți reflexive remarcabile datorită interferenței undelor de lumină și diferenței de indice de refracție între straturi, aer și substrat. Aceste efecte modifică modul în care optica reflectă și transmite lumina. Acest efect, cunoscut sub numele de interferență cu peliculă subțire , este observabil în bule de săpun și pete de ulei.

Structurile periodice mai generale, nelimitate doar la straturile plane, sunt cunoscute sub numele de cristale fotonice .

La fabricare, straturile de peliculă subțire pot fi realizate prin depunerea unuia sau mai multor straturi subțiri de material pe un substrat (de obicei sticlă ). Acest lucru se face cel mai adesea folosind un proces fizic de depunere a vaporilor , cum ar fi evaporarea sau depunerea prin pulverizare , sau un proces chimic, cum ar fi depunerea chimică a vaporilor .

Filmele subțiri sunt utilizate pentru a crea acoperiri optice . Exemplele includ geamuri de sticlă cu emisivitate scăzută pentru case și mașini, acoperiri antireflex pe ochelari , deflectoare reflectorizante pe farurile mașinii și pentru filtre și oglinzi optice de înaltă precizie . O altă aplicație a acestor acoperiri este filtrarea spațială .

Exemple în lumea naturală

• 

  Petele de aripă albastră ale Aglais io .

• 

  Sarpedon Graphium .

• 

  Penele mamare ale parotiei lui Lawes .

• 

  Interferență în strat subțire , care poate fi vazut pe mai multe aripi de insecte se datoreaza optica de tip film subțire.

• 

  Florile lucioase ale ranunculelor Ranunculus .

Straturile de peliculă subțire sunt comune în lumea naturală. Efectele lor produc culori văzute în bule de săpun și pete de ulei, precum și colorarea structurală a unor animale. Aripile multor insecte acționează ca pelicule subțiri, datorită grosimii lor minime. Acest lucru este clar vizibil în aripile multor muște și viespi. La fluturi, optica cu film subțire este vizibilă când aripa însăși nu este acoperită de solzi de aripă, ceea ce este cazul în petele de aripă albastre ale Aglais io și petele albastru-verzui ale sarpedonului Graphium . La ranuncule , luciul florii se datorează unui film subțire, care îmbunătățește vizibilitatea florii la insectele polenizatoare și ajută la reglarea temperaturii organelor reproductive ale plantei.

Vezi si

• Filtru dicroic
• Prisma dicroică
• Oglindă dielectrică
• Ecuații Fresnel
• Interferența filmului subțire
• Materiale transparente
• Interferometrie cu polarizare duală

Referințe

Lecturi suplimentare

• Land, MF (1972). „Fizica și biologia reflectoarelor pentru animale” . Progrese în biofizică și biologie moleculară . 24 : 75–106. doi : 10.1016 / 0079-6107 (72) 90004-1 . PMID   4581858 . O introducere excelentă la optica cu film subțire, cu accent pe biologie. Cită tratamente mai riguroase.
• Z. Knittl: Optica filmelor subțiri , Wiley, 1981.
• DG Stavenga, „ Filmul subțire și optica multistrat determină culorile structurale ale multor insecte și păsări ” Materiale astăzi: Proceedings 1S, 109 - 121 (2014).
• Moreno, I .; și colab. (2005). „Filtre spațiale cu film subțire” . Litere optice . 30 (8): 914–916. Cod Bib : 2005OptL ... 30..914M . doi : 10.1364 / ol.30.000914 . PMID   15865397 .
• MacLeod, H. Angus (2010). Filtre optice cu film subțire (ediția a IV-a). Taylor & Francis. ISBN   978-1-4200-7302-7 .