El espesor físico de un recubrimiento dieléctrico depende en gran medida de su función óptica específica, de las longitudes de onda para las que está diseñado y del número de capas individuales necesarias en la estructura. Sin embargo, el espesor total suele situarse claramente en el rango microscópico.
Espesor total del recubrimiento
En la mayoría de los componentes ópticos estándar, el recubrimiento dieléctrico total aplicado suele tener un espesor de entre 0.1 micrómetros y 50 micrómetros.
- Recubrimientos antirreflectantes (AR): Suelen ser bastante finos y a menudo constan de unas pocas capas para reducir las reflexiones superficiales. Su espesor total suele ser de aproximadamente 0.1 to 0.5 micrómetros.
- Espejos de alta reflectividad: Requieren una pila más grande de capas alternas para alcanzar la reflectividad máxima, con un espesor que normalmente se encuentra en el intervalo de 1 to 5 micrómetros.
- Filtros de paso de banda complejos: Para lograr un aislamiento preciso de longitudes de onda, bandas de transmisión estrechas y flancos de corte pronunciados, estos filtros requieren apilamientos muy complejos que contienen desde varias decenas hasta más de cien capas alternas. Su espesor físico total suele oscilar entre 5 micrómetros y 30 micrómetros, y puede ser aún mayor en aplicaciones de infrarrojo de onda larga.
Espesor de cada capa
Los recubrimientos dieléctricos se fabrican apilando capas extremadamente finas de materiales con índices de refracción altos y bajos alternados, como pentóxido de tantalio y dióxido de silicio. El grosor de cada una de estas capas microscópicas está estrictamente determinado por la longitud de onda objetivo de la luz.
- Espesor óptico de cuarto de onda: La mayoría de las capas individuales se depositan con un espesor óptico equivalente exactamente a una cuarta parte de la longitud de onda objetivo del diseño (a menudo expresado como λ/4).
- Espesor físico frente a espesor óptico: Como la luz se propaga más lentamente a través del material del recubrimiento que en el vacío, el espesor físico real de una sola capa es igual a un cuarto de la longitud de onda dividido por el índice de refracción del material.
- Un ejemplo práctico: Si se diseña una capa para interactuar con luz visible de 500 nm y el material tiene un índice de refracción de 2.0, el espesor físico de esa única capa depositada sería exactamente 62.5 nm.
Dado que el espesor de cada una de estas capas está directamente relacionado con la longitud de onda, un filtro multicapa diseñado para luz ultravioleta (UV) será físicamente mucho más delgado que un filtro con el mismo número de capas diseñado para luz infrarroja media (IR).
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