La óptica de película fina es la rama de la óptica que se ocupa de capas estructuradas muy delgadas de diferentes materiales. [1] Para exhibir una óptica de película delgada, el espesor de las capas de material debe ser del orden de las longitudes de onda de la luz visible (aproximadamente 500 nm ). 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 las pompas de jabón. y manchas de aceite.
Las estructuras periódicas más generales, no limitadas a capas planas, 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 hace con mayor frecuencia mediante un proceso de deposición de vapor físico , como la deposición por evaporación o pulverización catódica , o un proceso químico como la deposición de vapor químico .
Las películas delgadas se utilizan para crear revestimientos ópticos . Los ejemplos incluyen paneles de vidrio de baja emisividad para casas y automóviles, revestimientos antirreflectantes en vidrios , deflectores reflectantes en los faros de los automóviles y para filtros y espejos ópticos de alta precisión . Otra aplicación de estos recubrimientos es el filtrado espacial . [2]
Ejemplos en el mundo natural
Sarpedón Graphium . [3]
Las plumas del pecho de la parotia de Lawes . [4]
La interferencia de película delgada que se puede ver en muchas alas de insectos se debe a la óptica de película delgada.
Las flores brillantes de ranúnculos ranúnculos. [5] [6]
Las capas de película fina son comunes en el mundo natural. Sus efectos producen colores que se ven en pompas de jabón y manchas de aceite, así como la coloración estructural de algunos animales. Las alas de muchos insectos actúan como películas delgadas, debido a su mínimo grosor. 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 en sí no está cubierta por escamas de ala, como es el caso de las manchas azules del ala del Aglais io y las manchas azul verdosas del sarpedón Graphium . [3] En los ranúnculos , el brillo de la flor se debe a una película delgada, que mejora la visibilidad de la flor a los insectos polinizadores y ayuda a regular la temperatura de los órganos reproductores de la planta. [5]
Ver también
- Filtro dicroico
- Prisma dicroico
- Espejo dieléctrico
- Ecuaciones de Fresnel
- Interferencia de película delgada
- Materiales transparentes
- Interferometría de polarización dual
Referencias
- ^ Knittl, Z. (1981). Óptica de películas delgadas . John Wiley.
- ^ Moreno, Ivan; Araiza, JJ; Avendano-Alejo, M (2005). "Filtros espaciales de película fina" . Letras de óptica . 30 (8): 914–6. Código Bibliográfico : 2005OptL ... 30..914M . doi : 10.1364 / OL.30.000914 . PMID 15865397 .
- ^ a b c Stavenga, DG (2014). "La película delgada y la óptica multicapa provocan colores estructurales de muchos insectos y aves". Materiales de hoy: Actas . 1 : 109-121. doi : 10.1016 / j.matpr.2014.09.007 .
- ^ Stavenga, DG; Leertouwer, HL; Marshall, Nueva Jersey; Osorio, D. (2010). "Dramáticos cambios de color en un ave del paraíso causados por bárbulas de plumas de pecho de estructura única" . Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 278 (1715): 2098–104. doi : 10.1098 / rspb.2010.2293 . PMC 3107630 . PMID 21159676 .
- ^ a b van der Kooi, CJ; Elzenga, JTM; Dijksterhuis, J .; Stavenga, DG (2017). "Óptica funcional de flores de ranúnculo brillantes" . Revista de la interfaz de la Royal Society . 14 (127): 20160933. doi : 10.1098 / rsif.2016.0933 . PMC 5332578 . PMID 28228540 .
- ^ Los ranúnculos enfocan la luz para calentar sus flores y atraer insectos New Scientist 25 de febrero de 2017
Otras lecturas
- Tierra, MF (1972). "La física y biología de los reflectores animales" . Avances en Biofísica y Biología Molecular . 24 : 75-106. doi : 10.1016 / 0079-6107 (72) 90004-1 . PMID 4581858 .Una excelente introducción a la óptica de película fina, con especial atención a la biología. Cita tratamientos más rigurosos.
- Z. Knittl: Óptica de películas delgadas , Wiley, 1981.
- DG Stavenga, " Las ópticas de película fina y multicapa provocan colores estructurales de muchos insectos y aves " Materials Today: Proceedings 1S, 109 - 121 (2014).
- Moreno, I .; et al. (2005). "Filtros espaciales de película fina" . Letras de óptica . 30 (8): 914–916. Código Bibliográfico : 2005OptL ... 30..914M . doi : 10.1364 / ol.30.000914 . PMID 15865397 .
- MacLeod, H. Angus (2010). Filtros ópticos de película fina (4ª ed.). Taylor y Francis. ISBN 978-1-4200-7302-7.