Óptica de filme fino - Thin-film optics

Filtros dicróicos são criados usando ótica de filme fino.

Interferência de filme fino causada por revestimento de degelo ITO em uma janela da cabine do Airbus . A espessura do filme é intencionalmente não uniforme para fornecer aquecimento uniforme a diferentes distâncias dos eletrodos.

Um padrão de luz colorida formado pela interferência entre a luz branca refletida da superfície de uma fina película de óleo diesel na superfície da água e a interface diesel-água.

Lingotes oxidados por háfnio que exibem efeitos óticos de filme fino.

A ótica de filme fino é o ramo da ótica que lida com camadas estruturadas muito finas de diferentes materiais. Para exibir a ótica de filme fino, a espessura das camadas de material deve ser da ordem dos comprimentos de onda da luz visível (cerca de 500 nm ). Camadas nesta escala podem ter propriedades reflexivas notáveis ​​devido à interferência de ondas de luz e à diferença no índice de refração entre as camadas, o ar e o substrato. Esses efeitos alteram a maneira como a óptica reflete e transmite a luz. Este efeito, conhecido como interferência de película fina , é observado em bolhas de sabão e manchas de óleo.

Estruturas periódicas mais gerais, não limitadas a camadas planas, são conhecidas como cristais fotônicos .

Na fabricação, as camadas de filme fino podem ser obtidas através da deposição de uma ou mais camadas finas de material em um substrato (geralmente vidro ). Na maioria das vezes, isso é feito usando um processo físico de deposição de vapor , como evaporação ou deposição catódica , ou um processo químico, como deposição química de vapor .

Filmes finos são usados ​​para criar revestimentos ópticos . Os exemplos incluem painéis de vidro de baixa emissividade para casas e carros, revestimentos anti-reflexos em vidros , defletores refletivos em faróis de carros e para filtros ópticos e espelhos de alta precisão . Outra aplicação desses revestimentos é a filtragem espacial .

Exemplos no mundo natural

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  As manchas azuis das asas do Aglais io .

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  Graphium sarpedon .

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  As penas do peito da parotia de Lawes .

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  A interferência de filme fino que pode ser vista em muitas asas de insetos é devido à ótica de filme fino.

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  As flores brilhantes dos botões de ouro de Ranunculus .

Camadas de filme fino são comuns no mundo natural. Seus efeitos produzem cores vistas em bolhas de sabão e manchas de óleo, bem como a coloração estrutural de alguns animais. As asas de muitos insetos agem como filmes finos, devido à sua espessura mínima. Isso é claramente visível nas asas de muitas moscas e vespas. Nas borboletas, a ótica de película fina é visível quando a própria asa não está coberta por escamas, o que é o caso nas manchas azuis das asas do Aglais io e nas manchas azul-esverdeadas do Graphium sarpedon . Nos botões de ouro , o brilho da flor se deve a uma película fina, que aumenta a visibilidade da flor aos insetos polinizadores e auxilia na regulação da temperatura dos órgãos reprodutivos da planta.

Veja também

• Filtro dicróico
• Prisma dicróico
• Espelho dielétrico
• Equações de Fresnel
• Interferência de filme fino
• Materiais transparentes
• Interferometria de polarização dupla

Referências

Leitura adicional

• Land, MF (1972). "A física e a biologia dos refletores animais" . Progress in Biophysics and Molecular Biology . 24 : 75–106. doi : 10.1016 / 0079-6107 (72) 90004-1 . PMID   4581858 . Uma excelente introdução à ótica de filme fino, com foco em biologia. Cita tratamentos mais rigorosos.
• Z. Knittl: Optics of thin movies , Wiley, 1981.
• DG Stavenga, " Filme fino e ótica multicamadas causam cores estruturais de muitos insetos e pássaros " Materials Today: Proceedings 1S, 109 - 121 (2014).
• Moreno, I .; et al. (2005). "Filtros espaciais de filme fino" . Cartas de óptica . 30 (8): 914–916. Bibcode : 2005OptL ... 30..914M . doi : 10.1364 / ol.30.000914 . PMID   15865397 .
• MacLeod, H. Angus (2010). Filtros ópticos de filme fino (4ª ed.). Taylor e Francis. ISBN   978-1-4200-7302-7 .