Películasdelgadas
Páginas: 12 (2794 palabras)
Publicado: 27 de noviembre de 2012
Laboratorio de Optomecatrónica
Reporte elaborado por Ing. Elvia Alejandra Moreno Matuz.
León, Guanajuato a 12 de Noviembre del 2009.
Introducción
De la interacción de la luz con la materia se derivan diferentes fenómenos: reflexión, transmisión, absorción. Cuando la luz cambia de medio de propagación, una parte de ella esabsorbida, otra parte es transmitida y una pequeña parte es absorbida por el nuevo medio de propagación.
Reflexión especular y difusa
Existen dos tipos de reflexión: la especular y la difusa. Podemos observar la figura la figura 1.
En la reflexión especular ocurre que la radiación de incidencia y la radiación reflejada presentan el mismo ángulo con respecto a la superficie de reflexiónlisa. Y la reflexión difusa se presenta cuando la radiación no es reflejada en una única dirección, sino que lo hace formando una figura geométrica equivalente a una media esfera, además la reflexión difusa ocurre en una superficie relativamente rugosa.
[pic]
Figura 1. Reflexión especular y difusa.
Sin embargo, la ley de reflexión se cumple igualmente si se valoran fragmentos de esasuperficie rugosa lo suficientemente pequeños para considerarlos lisos.
Transmisión
Cuando ocurre el caso en el que parte de la luz que es transmitida, esta sufre un cambio en su trayectoria al momento de cambiar de medio de propagación, debido al índice de refracción. Observe la figura 2. El índice de refracción es su densidad óptica o la refracción que la luz experimenta cuando atraviesa elmaterial. Cuanto más pequeño es el índice de refracción, más transparente o mayor transmisión de luz tendrá el medio óptico.
[pic]
Figura 2. Luz transmitida. Obedece la Ley de Snell.
Reflectancia
Utilizando la ley de Fresnel se puede determinar el porcentaje de luz que se refleja en las superficies de las lentes y por tanto el grado de su transparencia óptica, mediante la siguienterelación
[pic]
La transmitancia como la reflectancia puede ser expresada en términos de los índices de refracción.
[pic]
La transmitancia en una placa dieléctrica de caras plano-paralelas tiene 3 índices de refracción. En la figura 3 se puede observar como la luz cambia de medio. La transmitancia para este caso se puede calcular con la siguiente ecuación:
[pic]
Donde
[pic] y[pic]
[pic]
Figura 3. Placa plano paralela.
Marco Teórico
Un sistema multicapas de películas de interferencia está formado por el apilamiento de capas de materiales transparentes, muy delgadas, formadas por evaporación una de la otra. En la mayoría de los casos se utiliza para interaccionar con la luz. Algunos usos para estos sistemas son los siguientes:
• Películas antireflectoras.Una lente se puede recubrir con una o más capas dieléctricas con el propósito de recubrir toda la luz reflejada, reforzando así la luz transmitida.
• Reforzamiento de la reflexión de espejos metálicos
• Fabricación de espejos y divisores de haz no metálicos, con base en películas dieléctricas, los cuales tienen ventaja de que no tienen perdida de energía por absorción.
• Filtrospasa-banda, estos filtros reflejan todos los colores que no son transmitidos.
El fenómeno que explica el principio básico de aplicación de capas delgadas en superficies ópticas es la interferencia. Y esto ocurre cuando dos ondas electromagnéticas se suman.
Donde [pic] e [pic] son las intensidades de las ondas, [pic] y [pic] son las fases de la ondas, y el tercer termino es el de interferencia.[pic]
Figura 4. Interferencia constructiva y destructiva.
En la figura 4 se observa como las ondas al sumarse se suman de forma constructiva o destructiva o parcialmente y de pende de la fase relativa. Cuando ocurre que es cero la energía no se pierde sino que se redistribuye en el espacio
Para observar este fenómeno de interferencia podemos utilizar el experimento de...
Reporte elaborado por Ing. Elvia Alejandra Moreno Matuz.
León, Guanajuato a 12 de Noviembre del 2009.
Introducción
De la interacción de la luz con la materia se derivan diferentes fenómenos: reflexión, transmisión, absorción. Cuando la luz cambia de medio de propagación, una parte de ella esabsorbida, otra parte es transmitida y una pequeña parte es absorbida por el nuevo medio de propagación.
Reflexión especular y difusa
Existen dos tipos de reflexión: la especular y la difusa. Podemos observar la figura la figura 1.
En la reflexión especular ocurre que la radiación de incidencia y la radiación reflejada presentan el mismo ángulo con respecto a la superficie de reflexiónlisa. Y la reflexión difusa se presenta cuando la radiación no es reflejada en una única dirección, sino que lo hace formando una figura geométrica equivalente a una media esfera, además la reflexión difusa ocurre en una superficie relativamente rugosa.
[pic]
Figura 1. Reflexión especular y difusa.
Sin embargo, la ley de reflexión se cumple igualmente si se valoran fragmentos de esasuperficie rugosa lo suficientemente pequeños para considerarlos lisos.
Transmisión
Cuando ocurre el caso en el que parte de la luz que es transmitida, esta sufre un cambio en su trayectoria al momento de cambiar de medio de propagación, debido al índice de refracción. Observe la figura 2. El índice de refracción es su densidad óptica o la refracción que la luz experimenta cuando atraviesa elmaterial. Cuanto más pequeño es el índice de refracción, más transparente o mayor transmisión de luz tendrá el medio óptico.
[pic]
Figura 2. Luz transmitida. Obedece la Ley de Snell.
Reflectancia
Utilizando la ley de Fresnel se puede determinar el porcentaje de luz que se refleja en las superficies de las lentes y por tanto el grado de su transparencia óptica, mediante la siguienterelación
[pic]
La transmitancia como la reflectancia puede ser expresada en términos de los índices de refracción.
[pic]
La transmitancia en una placa dieléctrica de caras plano-paralelas tiene 3 índices de refracción. En la figura 3 se puede observar como la luz cambia de medio. La transmitancia para este caso se puede calcular con la siguiente ecuación:
[pic]
Donde
[pic] y[pic]
[pic]
Figura 3. Placa plano paralela.
Marco Teórico
Un sistema multicapas de películas de interferencia está formado por el apilamiento de capas de materiales transparentes, muy delgadas, formadas por evaporación una de la otra. En la mayoría de los casos se utiliza para interaccionar con la luz. Algunos usos para estos sistemas son los siguientes:
• Películas antireflectoras.Una lente se puede recubrir con una o más capas dieléctricas con el propósito de recubrir toda la luz reflejada, reforzando así la luz transmitida.
• Reforzamiento de la reflexión de espejos metálicos
• Fabricación de espejos y divisores de haz no metálicos, con base en películas dieléctricas, los cuales tienen ventaja de que no tienen perdida de energía por absorción.
• Filtrospasa-banda, estos filtros reflejan todos los colores que no son transmitidos.
El fenómeno que explica el principio básico de aplicación de capas delgadas en superficies ópticas es la interferencia. Y esto ocurre cuando dos ondas electromagnéticas se suman.
Donde [pic] e [pic] son las intensidades de las ondas, [pic] y [pic] son las fases de la ondas, y el tercer termino es el de interferencia.[pic]
Figura 4. Interferencia constructiva y destructiva.
En la figura 4 se observa como las ondas al sumarse se suman de forma constructiva o destructiva o parcialmente y de pende de la fase relativa. Cuando ocurre que es cero la energía no se pierde sino que se redistribuye en el espacio
Para observar este fenómeno de interferencia podemos utilizar el experimento de...
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