Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Дихроичные фильтры создаются с использованием тонкопленочной оптики.
Помехи тонкой пленки, вызванные размораживающим покрытием ITO на окне кабины Airbus . Толщина пленки намеренно неоднородна для обеспечения равномерного нагрева на разном расстоянии от электродов.
Рисунок цветного света, образованный интерференцией между белым светом, отражающимся от поверхности тонкой пленки дизельного топлива на поверхности воды, и границей раздела дизельное топливо-вода.
Слитки окисленного гафния, проявляющие тонкопленочные оптические эффекты.

Тонкопленочная оптика - это отрасль оптики, которая имеет дело с очень тонкими структурированными слоями из различных материалов. [1] Чтобы продемонстрировать тонкопленочную оптику, толщина слоев материала должна быть порядка длины волны видимого света (около 500 нм ). Слои в этом масштабе могут иметь замечательные отражательные свойства из-за интерференции световых волн и разницы в показателях преломления между слоями, воздухом и подложкой. Эти эффекты изменяют способ отражения и пропускания света оптикой . Этот эффект, известный как интерференция тонких пленок , наблюдается в мыльных пузырях. и нефтяные пятна.

Более общие периодические структуры, не ограниченные планарными слоями, известны как фотонные кристаллы .

В производстве тонкопленочные слои могут быть получены путем нанесения одного или нескольких тонких слоев материала на подложку (обычно стекло ). Чаще всего это делается с использованием процесса физического осаждения из паровой фазы , такого как испарение или напыление , или химического процесса, такого как химическое осаждение из паровой фазы .

Тонкие пленки используются для создания оптических покрытий . Примеры включают слабоизлучающие оконные стекла для домов и автомобилей, просветляющие покрытия на очках , отражающие дефлекторы на фарах автомобиля, а также для высокоточных оптических фильтров и зеркал . Еще одно применение этих покрытий - пространственная фильтрация . [2]

Примеры в естественном мире [ править ]

  • Синие пятна на крыльях Aglais io . [3]

  • Графий сарпедон . [3]

  • Грудные перья паротии Лавса . [4]

  • Помех тонкопленочный , которые можно увидеть на многих крыльев насекомых обусловлено тонкопленочных оптики.

  • Блестящие цветы лютиков Ranunculus . [5] [6]

Тонкопленочные слои широко распространены в мире природы. Их эффекты создают цвета, видимые в мыльных пузырях и масляных пятнах, а также структурную окраску некоторых животных. Крылья многих насекомых действуют как тонкие пленки из-за своей минимальной толщины. Это хорошо видно по крыльям многих мух и ос. У бабочек тонкопленочная оптика видна, когда само крыло не покрыто чешуей крыльев, что имеет место в синих пятнах на крыльях Aglais io и сине-зеленых пятнах на сарпедоне Graphium . [3] У лютиков блеск цветка обусловлен тонкой пленкой, которая улучшает видимость цветка для опыления.насекомые и средства регулирования температуры репродуктивных органов растений. [5]

См. Также [ править ]

  • Дихроичный фильтр
  • Дихроичная призма
  • Диэлектрическое зеркало
  • Уравнения Френеля
  • Тонкопленочная интерференция
  • Прозрачные материалы
  • Двойная поляризационная интерферометрия

Ссылки [ править ]

  1. ^ Knittl, Z. (1981). Оптика тонких пленок . Джон Вили.
  2. ^ Морено, Иван; Araiza, JJ; Авендано-Алехо, М. (2005). «Тонкопленочные пространственные фильтры» . Письма об оптике . 30 (8): 914–6. Bibcode : 2005OptL ... 30..914M . DOI : 10.1364 / OL.30.000914 . PMID 15865397 . 
  3. ^ а б в Ставенга, Д.Г. (2014). «Тонкая пленка и многослойная оптика вызывают структурную окраску многих насекомых и птиц». Материалы сегодня: Материалы . 1 : 109–121. DOI : 10.1016 / j.matpr.2014.09.007 .
  4. ^ Stavenga, DG; Leertouwer, HL; Маршалл, штат Нью-Джерси; Осорио, Д. (2010). «Резкое изменение цвета райской птицы из-за уникальной структуры бородок грудных перьев» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 278 (1715): 2098–104. DOI : 10.1098 / rspb.2010.2293 . PMC 3107630 . PMID 21159676 .  
  5. ^ a b van der Kooi, CJ; Эльзенга, JTM; Dijksterhuis, J .; Ставенга, Д.Г. (2017). «Функциональная оптика глянцевых цветов лютика» . Журнал Интерфейса Королевского общества . 14 (127): 20160933. DOI : 10.1098 / rsif.2016.0933 . PMC 5332578 . PMID 28228540 .  
  6. ↑ Лютики фокусируют свет, чтобы согреть свои цветы и привлечь насекомых New Scientist 25 февраля 2017 г.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Земля, М.Ф. (1972). «Физика и биология рефлекторов животных» . Прогресс в биофизике и молекулярной биологии . 24 : 75–106. DOI : 10.1016 / 0079-6107 (72) 90004-1 . PMID  4581858 .Отличное введение в тонкопленочную оптику с акцентом на биологию. Ссылается на более строгие методы лечения.
  • З. Книттл: Оптика тонких пленок , Wiley, 1981.
  • Д.Г. Ставенга, « Тонкая пленка и многослойная оптика обуславливают структурную окраску многих насекомых и птиц » Materials Today: Proceedings 1S, 109 - 121 (2014).
  • Морено, I .; и другие. (2005). «Тонкопленочные пространственные фильтры» . Письма об оптике . 30 (8): 914–916. Bibcode : 2005OptL ... 30..914M . DOI : 10.1364 / ol.30.000914 . PMID  15865397 .
  • Маклауд, Х. Ангус (2010). Тонкопленочные оптические фильтры (4-е изд.). Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4200-7302-7.