En óptica , un material de índice coincidente es una sustancia, generalmente un líquido, cemento (adhesivo) o gel , que tiene un índice de refracción que se aproxima mucho al de otro objeto (como una lente, material, fibra óptica, etc. .).
Cuando dos sustancias con el mismo índice están en contacto, la luz pasa de una a otra sin reflexión ni refracción . Como tales, se utilizan para diversos fines en la ciencia, la ingeniería y el arte.
Por ejemplo, en un experimento casero popular, una varilla de vidrio se vuelve casi invisible sumergiéndola en un fluido transparente del mismo índice, como alcoholes minerales . [1]
En microscopía óptica , la inmersión en aceite es una técnica utilizada para aumentar la resolución de un microscopio . Esto se logra sumergiendo tanto la lente objetivo como la muestra en un aceite transparente de alto índice de refracción , aumentando así la apertura numérica de la lente objetivo.
Los aceites de inmersión son aceites transparentes que tienen características ópticas y de viscosidad específicas necesarias para su uso en microscopía. Los aceites típicos utilizados tienen un índice de refracción de alrededor de 1,515. [2] Un objetivo de inmersión en aceite es una lente objetiva especialmente diseñada para usarse de esta manera. El índice del aceite generalmente se elige para que coincida con el índice del cristal de la lente del microscopio y del cubreobjetos .
Para obtener más detalles, consulte el artículo principal, inmersión en aceite . Algunos microscopios también utilizan otros materiales de coincidencia de índices además del aceite; ver objetivo de inmersión en agua y lente de inmersión sólida .
En fibra óptica y telecomunicaciones , se puede utilizar un material de coincidencia de índices junto con pares de conectores acoplados o con empalmes mecánicos para reducir la señal reflejada en el modo guiado (conocido como pérdida de retorno) (consulte Conector de fibra óptica ). Sin el uso de un material que coincida con el índice, se producirán reflexiones de Fresnel en las caras extremas lisas de una fibra, a menos que no haya una interfaz fibra-aire u otra discrepancia significativa en el índice de refracción. Estas reflexiones pueden llegar a -14 dB (es decir, 14 dB por debajo de la potencia óptica de la señal incidente ). Cuando la señal reflejada regresa al extremo transmisor, puede reflejarse nuevamente y regresar al extremo receptor a un nivel de 28 dB más el doble de la pérdida de la fibra por debajo de la señal directa. La señal reflejada también se retrasará el doble del tiempo de retraso introducido por la fibra. La señal retardada doblemente reflejada superpuesta a la señal directa puede degradar notablemente una señal de vídeo analógica de intensidad modulada en banda base . Por el contrario, para la transmisión digital, la señal reflejada a menudo no tendrá ningún efecto práctico sobre la señal detectada vista en el punto de decisión del receptor óptico digital , excepto en casos marginales donde la tasa de errores de bits es significativa. Sin embargo, ciertos transmisores digitales, como los que emplean un láser de retroalimentación distribuida, pueden verse afectados por la retrorreflexión y luego quedar fuera de especificaciones como la relación de supresión de modo lateral, lo que potencialmente degrada la tasa de error de bits del sistema, por lo que los estándares de red destinados a los láseres DFB pueden especificar una retrorreflexión. Tolerancia de reflexión como −10 dB para transmisores para que permanezcan dentro de las especificaciones incluso sin coincidencia de índice. Esta tolerancia a la retrorreflexión podría lograrse utilizando un aislador óptico o mediante una eficiencia de acoplamiento reducida.
Para algunas aplicaciones, en lugar de conectores pulidos estándar (por ejemplo, FC/PC), se pueden usar conectores pulidos en ángulo (por ejemplo, FC/APC), por lo que el ángulo de pulido no perpendicular reduce en gran medida la proporción de señal reflejada lanzada en el modo guiado incluso en el caso de una interfaz fibra-aire.
La coincidencia de índices se utiliza en sistemas experimentales líquido-líquido y líquido-sólido ( flujo multifásico ) para minimizar las distorsiones que ocurren en estos sistemas, [3] esto es particularmente importante para sistemas con muchas interfaces que se vuelven ópticamente inaccesibles. Hacer coincidir el índice de refracción minimiza la reflexión , la refracción , la difracción y las rotaciones que se producen en las interfaces, permitiendo el acceso a regiones que de otro modo serían inaccesibles a las mediciones ópticas. Esto es particularmente importante para mediciones ópticas avanzadas como la fluorescencia inducida por láser , la velocimetría de imágenes de partículas y la velocimetría de seguimiento de partículas, por nombrar algunas.
Si una escultura se divide en varios pedazos, los conservadores de arte pueden volver a unir las piezas usando un adhesivo como Paraloid B-72 o epoxi . Si la escultura está hecha de un material transparente o semitransparente (como vidrio), la costura donde se unen las piezas generalmente será mucho menos perceptible si el índice de refracción del adhesivo coincide con el índice de refracción del objeto circundante. Por lo tanto, los conservadores de arte pueden medir el índice de los objetos y luego usar un adhesivo que coincida con el índice. De manera similar, las pérdidas (secciones faltantes) en objetos transparentes o semitransparentes a menudo se rellenan con un material compatible con el índice. [4]
Ciertos componentes ópticos, como un prisma Wollaston o un prisma Nicol , están hechos de múltiples piezas transparentes que están directamente unidas entre sí. El adhesivo suele coincidir con el índice de las piezas. Históricamente, se usaba bálsamo de Canadá en esta aplicación, pero ahora es más común usar epoxi u otros adhesivos sintéticos.
Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022.