Recubrimiento divisor de haz (denominado a menudo simplemente recubrimiento de divisor de haz) es un recubrimiento óptico de interferencia de película delgada especializado que se aplica sobre un sustrato transparente, como vidrio óptico o sílice fundida. Su función principal es dividir un único haz de luz incidente en dos o más haces separados. Para ello, refleja un porcentaje específico de la luz incidente y transmite el resto.
Cómo funciona
Estos recubrimientos se fabrican depositando capas microscópicas alternas de materiales dieléctricos con distintos índices de refracción (alto y bajo). Mediante un control estricto del espesor y la secuencia de estas capas, los ingenieros ópticos utilizan el principio de interferencia de película delgada para determinar con precisión cómo interactúa el recubrimiento con la luz.
Según el diseño específico de las capas, un recubrimiento divisor de haz puede dividir la luz en función de varias propiedades:
- Intensidad: División de la potencia óptica total en una proporción precisa (por ejemplo, una división 50/50, 70/30 o 90/10), con un funcionamiento relativamente independiente de la longitud de onda o la polarización.
- Longitud de onda (dicroico): Refleja determinadas longitudes de onda o bandas de color y permite el paso de otras.
- Polarización: Refleja un estado de polarización (p. ej., luz polarizada s) mientras transmite el estado ortogonal (p. ej., luz polarizada p).
Ejemplo práctico: el interferómetro de Michelson
Una aplicación práctica clásica de un recubrimiento divisor de haz basado en la intensidad se encuentra en el núcleo de un interferómetro de Michelson. Este instrumento se utiliza en física e ingeniería para realizar mediciones de distancia, topografía superficial e índice de refracción con una precisión extraordinaria.
La configuración Una fuente de luz coherente, como un láser, dirige un único haz de luz hacia un plano óptico de vidrio que incorpora un recubrimiento divisor de haz 50/50. El componente óptico recubierto suele colocarse a un ángulo de 45 grados con respecto al haz láser incidente.
La función
- División del haz: Cuando el haz láser incidente alcanza el recubrimiento, exactamente 50% de la luz se transmite en línea recta a través del componente óptico hacia un espejo móvil (espejo A). El 50% restante se refleja en un ángulo de 90 grados hacia un espejo fijo (espejo B).
- El retorno: Ambos espejos reflejan sus respectivos haces separados directamente hacia el divisor de haz.
- La recombinación: Cuando los dos haces de retorno vuelven a encontrarse en el recubrimiento divisor de haz, se recombinan. Una parte de la luz del espejo A se refleja y una parte de la luz del espejo B se transmite, enviando un nuevo haz combinado hacia un fotodetector o una pantalla de observación.
El resultado
Como la fuente de luz original se dividió y se recombinó perfectamente, el detector capta un patrón de interferencia (franjas) creado por la superposición de las ondas. Si el espejo móvil A se desplaza incluso una fracción de una longitud de onda de la luz (apenas unos nanómetros), el patrón de interferencia se desplaza de forma visible. El recubrimiento del divisor de haz es el componente fundamental que permite esta división y recombinación del haz, así como la posterior medición de altísima precisión.