En los filtros ópticos de paso de banda de película delgada, cambiar el ángulo de incidencia (AOI) con respecto al ángulo para el que se diseñó el filtro (normalmente 0°, o incidencia normal) afecta considerablemente a la densidad óptica (OD) en la banda de bloqueo.
El efecto más destacado de aumentar el AOI es que toda la respuesta espectral del filtro se desplaza hacia longitudes de onda más cortas. Este fenómeno se conoce habitualmente como «desplazamiento al azul».
A continuación se detalla cómo este cambio del AOI afecta específicamente a la densidad óptica en la banda de bloqueo:
1. Pérdida de densidad óptica específica de la longitud de onda
Dado que todo el perfil de transmisión y bloqueo se desplaza hacia longitudes de onda más cortas a medida que aumenta el AOI, la OD en una longitud de onda objetivo específica puede cambiar considerablemente.
- Si depende del filtro para proporcionar una OD alta (p. ej., OD6) que bloquee una línea láser específica a 1064nm, un aumento del AOI desplazará la banda de transmisión del filtro hacia el azul.
- Si la banda de transmisión o una ondulación de banda lateral se desplaza hasta la longitud de onda objetivo, la OD a esa longitud de onda específica caerá drásticamente y permitirá el paso de luz.
2. Separación de polarización (polarización S y P)
Con incidencia normal (0°), la luz se comporta de manera idéntica independientemente de su estado de polarización. Sin embargo, a medida que aumenta el AOI, la luz incidente se divide en dos estados de polarización ortogonales: polarización s y polarización p.
- La luz polarizada P experimenta un desplazamiento hacia el azul mucho mayor que la luz polarizada s.
- La luz con polarización S se desplaza menos, pero los bordes de su banda de transmisión suelen estrecharse y sus bandas de bloqueo pueden comportarse de manera diferente.
- Efecto sobre la OD: dado que los dos estados de polarización se desplazan en distinta medida, los bordes de transición pronunciados entre la banda de transmisión y la banda de bloqueo se «difuminan» o ensanchan. Si se utiliza luz no polarizada, esta separación reduce la pendiente del borde del filtro, lo que disminuye de forma efectiva la OD en las zonas de transición inmediatamente adyacentes a la banda de paso.
3. Degradación de la densidad óptica máxima
Los filtros interferenciales de película delgada se fabrican con capas alternas de materiales de índice de refracción alto y bajo, optimizadas para un ángulo específico con el fin de crear una interferencia destructiva perfecta en las regiones de bloqueo.
- Cuando cambia el ángulo, cambia la longitud del camino óptico a través de estas capas microscópicas.
- Este desfase reduce la eficacia de la interferencia destructiva. Como resultado, la profundidad máxima absoluta de la banda de bloqueo puede disminuir a ángulos mayores. Debido a estos errores de fase, un filtro que alcanza una OD de 7 a 0° podría presentar una menor eficacia global de bloqueo a 45°.
La fórmula de desplazamiento
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