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Óptica de película delgada

Los filtros dicroicos se crean utilizando ópticas de película fina.
Interferencia de película delgada causada por el revestimiento anticongelante de ITO en una ventana de cabina de Airbus . El espesor de la película es intencionalmente 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 diésel en la superficie del agua y la interfaz diésel-agua.
Lingotes de hafnio oxidado que exhiben efectos ópticos de película delgada.

La óptica de película delgada es la rama de la óptica que se ocupa de capas estructuradas muy delgadas de diferentes materiales. [1] Para exhibir 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 delgada , se observa en burbujas de jabón y manchas de petróleo.

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

En la fabricación, las capas de película fina se pueden lograr mediante la deposición de una o más capas finas de material sobre un sustrato (normalmente vidrio ). Esto se hace con mayor frecuencia mediante un proceso de deposición física en fase de vapor , como la deposición por evaporación o la deposición por pulverización catódica , o un proceso químico como la deposición química en fase de vapor .

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

Ejemplos en el mundo natural

Las capas delgadas son comunes en el mundo natural. Sus efectos producen colores que se ven en las burbujas de jabón y las manchas de petróleo, así como la coloración estructural de algunos animales. Las alas de muchos insectos actúan como películas delgadas, debido a su espesor mínimo. Esto es claramente visible en las alas de muchas moscas y avispas. En las mariposas, la óptica de la película delgada es visible cuando el ala en sí no está cubierta por escamas, que es el caso de las manchas azules del ala de 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]

Véase también

Referencias

  1. ^ Knittl, Z. (1981). Óptica de películas delgadas . John 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, DG (2014). "La óptica multicapa y de película delgada causa colores estructurales en muchos insectos y aves". Materials Today: Proceedings . 1 : 109–121. doi :10.1016/j.matpr.2014.09.007.
  4. ^ Stavenga, DG; Leertouwer, HL; Marshall, NJ; Osorio, D. (2010). "Cambios dramáticos de color 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 concentran la luz para calentar sus flores y atraer insectos New Scientist 25 de febrero de 2017

Lectura adicional