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Óptica de película delgada

Los filtros dicroicos se crean utilizando ópticas de película delgada.
Interferencia de película delgada causada por el revestimiento de descongelación de ITO en la ventana de una cabina de Airbus . El espesor de la película es intencionadamente no uniforme para proporcionar un calentamiento uniforme a diferentes distancias de los electrodos.
Un patrón de luz coloreada formado por la interferencia entre la luz blanca que se refleja desde la superficie de una fina película de combustible diesel sobre la superficie del agua y la interfaz diesel-agua.
Lingotes oxidados de hafnio que exhiben efectos ópticos de película delgada.

La óptica de película fina es la rama de la óptica que se ocupa de capas estructuradas muy finas de diferentes materiales. [1] Para exhibir una óptica de película delgada, el espesor de las capas de material debe ser similar a la longitud de coherencia ; para la luz visible se observa con mayor frecuencia entre 200 y 1000 nm de espesor. Las capas a esta escala pueden tener propiedades reflectantes notables debido a la interferencia de las ondas de luz y la diferencia en el índice de refracción entre las capas, el aire y el sustrato. Estos efectos alteran la forma en que la óptica refleja y transmite la luz. Este efecto, conocido como interferencia de película fina , se observa en las burbujas de jabón y en las manchas de petróleo.

Las estructuras periódicas más generales, que no se limitan a capas planas, exhiben una coloración estructural con una dependencia más compleja del ángulo y se conocen como cristales fotónicos .

En la fabricación, se pueden lograr capas de película delgada mediante la deposición de una o más capas delgadas de material sobre un sustrato (generalmente vidrio ). Esto se realiza con mayor frecuencia mediante un proceso físico de deposición de vapor , como la deposición por evaporación o la deposición por pulverización catódica , o un proceso químico como la deposición química de vapor .

Se utilizan películas delgadas para crear recubrimientos ópticos . Los ejemplos incluyen paneles de vidrio de baja emisividad para casas y automóviles, revestimientos antirreflectantes en vidrios , deflectores reflectantes en faros de automóviles y filtros y espejos ópticos de alta precisión . Otra aplicación de estos recubrimientos es el filtrado espacial . [2]

Ejemplos en el mundo natural.

Las capas de película delgada son comunes en el mundo natural. Sus efectos producen colores que se ven en pompas de jabón y manchas de petróleo, así como la coloración estructural de algunos animales. Las alas de muchos insectos actúan como películas delgadas debido a su mínimo espesor. Esto es claramente visible en las alas de muchas moscas y avispas. En las mariposas, la óptica de película delgada es visible cuando el ala misma no está cubierta por escamas, como es el caso de las manchas azules del ala del Aglais io y las manchas azul verdosas del Graphium sarpedon . [3] En los ranúnculos , el brillo de la flor se debe a una película delgada, que mejora la visibilidad de la flor para los insectos polinizadores y ayuda a regular la temperatura de los órganos reproductivos de la planta. [5]

Ver también

Referencias

  1. ^ Knittl, Z. (1981). Óptica de películas delgadas . Juan Wiley.
  2. ^ Moreno, Iván; Araiza, JJ; Avendaño-Alejo, M (2005). "Filtros espaciales de película fina". Letras de Óptica . 30 (8): 914–6. Código Bib : 2005OptL...30..914M. doi :10.1364/OL.30.000914. PMID  15865397. S2CID  2259478.
  3. ^ abc Stavenga, Director General (2014). "La película delgada y la óptica multicapa provocan colores estructurales de muchos insectos y aves". Materiales hoy: actas . 1 : 109-121. doi :10.1016/j.matpr.2014.09.007.
  4. ^ Stavenga, director general; Leertouwer, HL; Marshall, Nueva Jersey; Osorio, D. (2010). "Cambios de color dramáticos en un ave del paraíso causados ​​por bárbulas de plumas del pecho con una estructura única". Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 278 (1715): 2098–104. doi :10.1098/rspb.2010.2293. PMC 3107630 . PMID  21159676. 
  5. ^ ab van der Kooi, CJ; Elzenga, JTM; Dijksterhuis, J.; Stavenga, DG (2017). "Óptica funcional de flores de botón de oro brillantes". Revista de la interfaz de la Royal Society . 14 (127): 20160933. doi :10.1098/rsif.2016.0933. PMC 5332578 . PMID  28228540. 
  6. ^ Los ranúnculos enfocan la luz para calentar sus flores y atraer insectos New Scientist 25 de febrero de 2017

Otras lecturas