prop opticas solidos

22/08/2013

Propiedades ópticas de sólidos

Alejandro Solano Peralta
F.E.S.-Cuautitlán, UNAM

Bibliografía
• V. Aboites, El Láser, Fondo de Cultura Económica, México, 1991,
• L. E. Smart and E. A. Moore, Solid State Chemistry: An
Introduction, 3rd Edition, CRC Press, 2005.
• A. R. West, Solid State Chemistry and Its Applications, Wiley,
1987.
• R. J. Naumann, Introduction to the Physics andChemistry of
Materials, CRC Press, 2008.
• J. I. Gersten and F. W. Smith, The Physics and Chemistry of
Materials, Wiley, 2001.

A. S. P.

1

22/08/2013

Bibliografía
• K. K Rohatgi-Mukherjee, Fundamentals of photochemistry,
Wiley, 1978.
• T. C. Brunold & H. U. Gudel, in “Inorganic Electronic Structure and
Spectroscopy: Methodology (Volume I), edited by Edward I.
Solomon & A. B. P. Lever,Wiley-Interscience, 2006, 259 – 306.
• J. R. Deye & K. A. Walters, in “Applications of Physical Methods
to Inorganic and Bioinorganic Chemistry”, edited by R. A, Scott &
Ch. M. Lukehart, Jhon Wiley & Sons, 2007, 461 – 469.
• http://www.hamamatsu.com/
• http://www.itp.unihannover.de/~zawischa/ITP/origins.html#uebersicht

Interacción de la “luz” y los átomos

A. S. P.

2

22/08/2013

Descripción general dela absorción
Ley de la conservación de la energía
I0 = I T + IA + IR
– Io es la intensidad (W/m2) de la luz incidente y los subscriptos
se refieren a la luz transmitida (I T), absorbida (I A) y reflejada
(I R)
Así los materiales son clasificados como
• Transparentes : relativamente poca absorción y reflexión.
• Translucidos: luz dispersada dentro del material
• Opacos: relativamente pocatransmisión

El color de las cosas
El Color es una sensación que producen los rayos luminosos en los
órganos visuales y que es interpretada en el cerebro y resulta de la
interacción de la “luz” (porción del espectro electromagnético
percibida por el ojo humano) con la materia (mas bien con los
electrones). Cuando la luz incidente bombardea un material este
puede hacer varias cosas, incluyendo:
• Reflexión- reflejo
• Refracción - dispersión
coherente
• Dispersión - dispersión
incoherente
• Absorción – causada por la
interacción con los electrones (el
color que vemos es lo que no
absorbe).

A. S. P.

3

22/08/2013

Fenómenos de Absorción en los sólidos
Fibras ópticas
Hilo muy fino de material transparente,
vidrio o material plástico, por el que se
envían pulsos de luz que quedan
completamenteconfinado y se
propagan por el interior de la fibra

Ley de Snell (Willebrord Snel
van Royen (1580-1626))
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
Donde n1 > n2

Fenómenos de Absorción en los sólidos
Fibras ópticas
La fibra óptica es una guía de
ondas dieléctrica que opera
a frecuencias ópticas.
Cada filamento consta de;
•Un núcleo central de plástico
o cristal,
•Revestimiento con un índice
de refracción ligeramentemenor.

A. S. P.

4

22/08/2013

Fenómenos de Absorción en los sólidos
Fibras ópticas
Valores de índices de
refracción para luz amarilla
del sodio (λ=589 nm):
Material

Índice de refracción

Vacio

1

Aire

1.0002926

Poli1.491
metilmetacrilato
Cuarzo (sílice,
SiO2)

1.544

Vidrio

1.522

Diamante

2.42

Silicio

4.01

Longitudes de onda más
comunes;
•780 (rojo),
•850,
•1300,
•1550 y
•1625 nmFenómenos de Absorción en los sólidos
Fibras ópticas
Tipos de fibra:
Fibra

Material

Observaciones

Vidrio

dióxido de silicio
o de cuarzo
fundido

Menor nivel de atenuación.
Tanto el núcleo como el recubrimiento implican una alta
pureza óptica,
Para incrementar los índices de refracción, se mezcla con
algunas impurezas de germanio, titanio o fósforo; tiene
el costo más elevado.

PlásticoPolimetilmetacrilato
(PMMA)

Tiene la atenuación más alta de todos los tipos de fibra,
por lo que se recomienda para redes de corta distancia.
Proceso de fabricación es más barato.

Cuarzo
(plástico –
silicio (PCS)

Núcleo de vidrio y Su atenuación se ubica entre la fibra óptica de vidrio y la
recubrimiento de de plástico.
un polímero
Por su estructura, es más difícil la instalación.
plástico...