recubrimiento óptico


Un revestimiento óptico es una o más capas delgadas de material depositadas sobre un componente óptico, como una lente o un espejo , que altera la forma en que la óptica refleja y transmite la luz. Un tipo de recubrimiento óptico es un recubrimiento antirreflectante , que reduce los reflejos no deseados de las superficies y se usa comúnmente en lentes de anteojos y cámaras . Otro tipo es el revestimiento de alto reflector , que se puede utilizar para producir espejos que reflejan más del 99,99% de la luz que incide sobre ellos. Los recubrimientos ópticos más complejos exhiben una alta reflexión en algún rango delongitudes de onda y antirreflexión en otro rango, lo que permite la producción de filtros dicroicos de película delgada .

Los recubrimientos ópticos más simples son capas delgadas de metales , como el aluminio , que se depositan sobre sustratos de vidrio para hacer superficies de espejo, un proceso conocido como plateado . El metal utilizado determina las características de reflexión del espejo; el aluminio es el revestimiento más económico y común, y produce una reflectividad de alrededor del 88 % al 92 % en el espectro visible . Más cara es la plata , que tiene una reflectividad del 95 % al 99 % incluso en el infrarrojo lejano , pero sufre una reflectividad decreciente (<90 %) en las regiones espectrales azul y ultravioleta . El más caro es el oro , que proporciona una excelente reflectividad (98%-99%) en todo elinfrarrojo , pero reflectividad limitada en longitudes de onda inferiores a 550 nm , lo que da como resultado el típico color dorado.

Al controlar el espesor y la densidad de los recubrimientos metálicos, es posible disminuir la reflectividad y aumentar la transmisión de la superficie, lo que da como resultado un espejo medio plateado . A veces se utilizan como " espejos unidireccionales ".

El otro tipo principal de revestimiento óptico es el revestimiento dieléctrico (es decir, que utiliza materiales con un índice de refracción diferente al del sustrato). Estos están construidos con capas delgadas de materiales como fluoruro de magnesio, fluoruro de calcio y varios óxidos metálicos, que se depositan sobre el sustrato óptico. Mediante una elección cuidadosa de la composición, el grosor y el número exactos de estas capas, es posible adaptar la reflectividad y la transmitividad del recubrimiento para producir casi cualquier característica deseada. Los coeficientes de reflexión de las superficies se pueden reducir a menos del 0,2%, produciendo un revestimiento antirreflectante (AR). Por el contrario, la reflectividad se puede aumentar a más del 99,99%, produciendo un alto reflector(HR) recubrimiento. El nivel de reflectividad también se puede ajustar a cualquier valor particular, por ejemplo, para producir un espejo que refleje el 90 % y transmita el 10 % de la luz que incide sobre él, en un rango de longitudes de onda. Dichos espejos se utilizan a menudo como divisores de haz y como acopladores de salida en láseres . Alternativamente, el revestimiento se puede diseñar de manera que el espejo refleje la luz solo en una banda estrecha de longitudes de onda, produciendo un filtro óptico .

La versatilidad de los recubrimientos dieléctricos conduce a su uso en muchos instrumentos ópticos científicos (como láseres, microscopios ópticos , telescopios refractores e interferómetros ), así como en dispositivos de consumo como binoculares , anteojos y lentes fotográficos.

A veces se aplican capas dieléctricas sobre la parte superior de las películas metálicas, ya sea para proporcionar una capa protectora (como en el caso del dióxido de silicio sobre el aluminio) o para mejorar la reflectividad de la película metálica. Las combinaciones de metales y dieléctricos también se usan para hacer recubrimientos avanzados que no se pueden hacer de otra manera. Un ejemplo es el llamado " espejo perfecto ", que exhibe una reflexión alta (pero no perfecta), con una sensibilidad inusualmente baja a la longitud de onda, el ángulo y la polarización . [1]


Espejos y lentes con recubrimiento óptico
Curvas de reflectancia frente a longitud de onda para espejos metálicos de aluminio (Al), plata (Ag) y oro (Au) con incidencia normal
Comparación de vidrios sin recubrimiento (arriba) y vidrios con revestimiento antirreflectante (abajo).
Interferencia en un revestimiento antirreflectante de cuarto de onda
Una mujer lleva gafas de sol con un revestimiento óptico muy reflectante.