Tenkovrstvá optika - Thin-film optics

Dichroické filtry jsou vytvářeny pomocí tenkovrstvé optiky.
Rušení tenkého filmu zapříčiněno ITO rozmrazovací nátěr na Airbus okno kokpitu. Tloušťka filmu je záměrně nerovnoměrná, aby poskytovala rovnoměrné zahřívání na různé vzdálenosti od elektrod.
Vzor barevného světla tvořený rušení mezi bílým světlem odraženým od povrchu tenkého filmu motorové nafty na povrchu vody a rozhraním nafta-voda.
Hafnium oxidované ingoty, které vykazují optické efekty tenkého filmu.

Tenkovrstvá optika je pobočkou optika která se zabývá velmi tenkými strukturovanými vrstvami různých materiálů.[1] Aby bylo možné vykazovat tenkovrstvou optiku, musí být tloušťka vrstev materiálu v řádu vlnových délek viditelného světla (asi 500 nm ). Vrstvy v tomto měřítku mohou mít díky světelné vlně pozoruhodné odrazové vlastnosti rušení a rozdíl v index lomu mezi vrstvami, vzduchem a substrátem. Tyto efekty mění způsob optiky odráží a vysílá světlo. Tento efekt, známý jako rušení tenkého filmu, je pozorovatelný v mýdlové bubliny a ropné skvrny.

Obecnější periodické struktury, neomezené na rovinné vrstvy, jsou známé jako fotonické krystaly.

Ve výrobě tenký film vrstev lze dosáhnout prostřednictvím depozice jedné nebo více tenkých vrstev materiálu na podklad (obvykle sklenka ). To se nejčastěji provádí pomocí a fyzikální depozice par proces, jako je odpařování nebo naprašování, nebo chemický proces, jako je chemická depozice par.

K tvorbě se používají tenké filmy optické povlaky. Mezi příklady patří nízká emisivita tabule z sklenka pro domy a auta, antireflexní vrstvy na brýle, reflexní přepážky na světlometech automobilů a pro vysokou přesnost optické filtry a zrcadla. Další aplikací těchto povlaků je prostorové filtrování.[2]

Příklady v přírodním světě

Tenkovrstvé vrstvy jsou v přírodním světě běžné. Jejich účinky vytvářejí barvy viditelné v mýdlových bublinách a olejových skvrnách, stejně jako strukturální zbarvení některých zvířat. Křídla mnoha hmyzu působí díky své minimální tloušťce jako tenké vrstvy. To je jasně vidět na křídlech mnoha much a vos. U motýlů je optika tenkého filmu viditelná, když samotné křídlo není zakryto šupinami křídla, což je případ modrých skvrn křídla Aglais io a modrozelené skvrny Graphium sarpedon.[3] v blatouchy, lesk květu je způsoben tenkým filmem, který zvyšuje viditelnost květu opylování hmyz a pomáhá při regulaci teploty reprodukčních orgánů rostliny.[5]

Viz také

Reference

  1. ^ Knittl, Z. (1981). Optika tenkých vrstev. John Wiley.
  2. ^ Moreno, Ivan; Araiza, JJ; Avendano-Alejo, M (2005). „Tenkovrstvé prostorové filtry“. Optická písmena. 30 (8): 914–6. Bibcode:2005OptL ... 30..914M. doi:10,1364 / OL.30,000914. PMID  15865397.
  3. ^ A b C Stavenga, D. G. (2014). „Tenký film a vícevrstvá optika způsobují strukturní barvy mnoha hmyzu a ptáků“. Materiály dnes: sborník. 1: 109–121. doi:10.1016 / j.matpr.2014.09.007.
  4. ^ Stavenga, D. G .; Leertouwer, H.L .; Marshall, N.J .; Osorio, D. (2010). „Dramatické změny barev v ráji způsobené jedinečně strukturovanými hroty peří“. Sborník Královské společnosti B: Biologické vědy. 278 (1715): 2098–104. doi:10.1098 / rspb.2010.2293. PMC  3107630. PMID  21159676.
  5. ^ A b van der Kooi, C.J .; Elzenga, J.T.M .; Dijksterhuis, J .; Stavenga, D.G. (2017). „Funkční optika lesklých květů pryskyřníků“. Journal of the Royal Society Interface. 14 (127): 20160933. doi:10.1098 / rsif.2016.0933. PMC  5332578. PMID  28228540.
  6. ^ Blatouchy zaostřují světlo, aby zahřály své květiny a přilákaly hmyz Nový vědec 25. února 2017

Další čtení