Espejo dieléctrico
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 9 de junio de 2019; las comprobaciones requieren 6 ediciones .Un espejo dieléctrico es un espejo cuyas propiedades reflectantes están formadas por un revestimiento de varias capas delgadas alternas de varios materiales dieléctricos . Con la elección adecuada de materiales y espesores de capa, es posible crear recubrimientos ópticos con la reflexión deseada en una longitud de onda elegida . Los espejos dieléctricos pueden proporcionar reflectancias muy altas (los llamados superespejos), que reflejan más de 0,99999 de luz incidente [1] . Dichos espejos también pueden proporcionar una buena reflexión en una amplia gama de longitudes de onda, como todo el espectro visible.
Los espejos dieléctricos se utilizan ampliamente en varios dispositivos ópticos. Ejemplos de uso son resonadores láser , divisores de haz de película delgada (espejos parcialmente reflectantes), interferómetros. Además, un par de espejos de película delgada depositados sobre el mismo sustrato se pueden utilizar como filtros espectrales, por ejemplo, en las modernas gafas de sol reflectantes. Los espejos son muy resistentes a los intensos flujos de radiación óptica, lo que es importante para los láseres de alta potencia, en los que se concentra una enorme densidad óptica de radiación en los espejos, lo que conduce a la ruptura óptica (fusión y ablación ) del material de las capas del espejo. [2] .
Cómo funciona
La acción de un espejo dieléctrico se basa en la interferencia de los rayos de luz reflejados desde los límites entre las capas del revestimiento dieléctrico. Los espejos dieléctricos más simples son cristales fotónicos unidimensionales formados por capas alternas con un índice de refracción más alto y más bajo (ver diagrama), es decir, son reflectores de Bragg . Los espesores de las capas se eligen de tal manera que se produzca una interferencia constructiva, es decir, la suma de todos los rayos reflejados desde los límites de la estructura. Para ello se realizan los espesores de las capas de manera que la longitud del camino óptico ( , ver figura) en cada una de ellas sea múltiplo de , donde es el índice de refracción de la capa, es su espesor geométrico, es la longitud de onda. Por lo general, pero no siempre, la longitud del camino óptico en todas las capas es un cuarto de longitud de onda. El mismo principio se utiliza para crear revestimientos antirreflectantes multicapa , en los que los espesores de las capas se eligen para minimizar en lugar de maximizar la reflexión.
Otros diseños de espejos dieléctricos pueden tener una estructura de capas más compleja, que generalmente se calcula mediante optimización numérica . También es posible controlar la dispersión de la luz reflejada. Cuando se calculan espejos dieléctricos, generalmente se usan métodos de álgebra matricial.
Producción
La producción de espejos dieléctricos se basa en varios métodos de deposición de película delgada . Los métodos más comunes son la deposición química de vapor, la deposición física de vapor , que se lleva a cabo en cámaras de alto vacío utilizando haces de iones o electrones densos de alta energía ( deposición de iones ). La deposición química se realiza mediante epitaxia de haces moleculares . Los principales materiales utilizados para crear las capas son fluoruro de magnesio , dióxido de silicio , pentóxido de tantalio , sulfuro de zinc ( n = 2,32) y dióxido de titanio ( n = 2,4).
Véase también
Notas
- ↑ Garrett D. Cole, Wei Zhang, Bryce J. Bjork, David Follman, Paula Heu. Recubrimientos cristalinos de infrarrojo cercano y medio de alto rendimiento (EN) // Optica. — 2016-06-20. - T. 3 , núm. 6 _ — S. 647–656 . — ISSN 2334-2536 . - doi : 10.1364/OPTICA.3.000647 . Archivado el 19 de mayo de 2021.
- ↑ Zvelto O. Principios de los láseres. - 4ª ed.- San Petersburgo. : Editorial "Lan", 2008. - S. 163-166. — 720 s. - ISBN 978-5-8114-0844-3 .