Rivestimento ottico

Rivestimento ottico

Un rivestimento ottico è uno o più strati sottili di materiale depositato su un elemento ottico, come una lente o uno specchio, che modifica il modo in cui l'elemento ottico riflette e trasmette la luce.Un tipo di rivestimento ottico è un rivestimento antiriflesso, che riduce i riflessi indesiderati dalle superfici, comunemente utilizzato su occhiali e obiettivi fotografici.Un altro tipo è un rivestimento altamente riflettente, che può essere utilizzato per produrre specchi che riflettono più del 99,99% della luce.Rivestimenti ottici più complessi che presentano una maggiore riflettanza a determinate lunghezze d'onda e antiriflesso a distanze maggiori consentono la produzione di filtri dicroici a film sottile.

Tipo di rivestimento

Riflessione rispetto alle curve di lunghezza d'onda a incidenza normale per specchi metallici in alluminio (Al), argento (Ag) e oro (Au)

I rivestimenti ottici più semplici sono sottili strati metallici, come l'alluminio, che vengono depositati su un substrato di vetro per formare la superficie del vetro, un processo chiamato argentatura.Il metallo utilizzato determina le proprietà riflettenti dello specchio;l'alluminio è il rivestimento più economico e più comune, con una riflettanza di circa l'88% –92% nello spettro visibile.Più costoso è l'argento, che ha una riflettanza del 95%–99% anche nel lontano infrarosso, ma ha una riflettanza ridotta (<90%) nelle regioni spettrali del blu e dell'ultravioletto.Il più costoso è l'oro, che è a infrarossi completi.Offre un'eccellente riflettanza (98%–99%), ma una riflettanza limitata a lunghezze d'onda inferiori a 550 nm, risultando in un caratteristico colore dorato.

Controllando lo spessore e la densità del rivestimento metallico, è possibile ridurre la riflettività e aumentare la trasmittanza della superficie, ottenendo uno specchio mezzo argento.Questi sono talvolta usati come "specchi unidirezionali".

Un altro importante tipo di rivestimento ottico è il rivestimento dielettrico (ovvero l'uso di materiali con diversi indici di rifrazione come substrato).Sono costituiti da sottili strati di materiali, come fluoruro di magnesio, fluoruro di calcio e vari ossidi metallici, che vengono depositati su substrati ottici.Scegliendo con cura la composizione precisa, lo spessore e il numero di questi strati, la riflettività e la trasmittanza del rivestimento possono essere regolate per produrre virtualmente qualsiasi proprietà desiderata.Il coefficiente di riflessione della superficie può essere ridotto al di sotto dello 0,2%, risultando in un rivestimento antiriflesso (AR).Al contrario, con i rivestimenti ad alta riflessione (HR), la riflettività può essere aumentata a oltre il 99,99%.Il livello di riflettività può anche essere regolato su un valore specifico, ad esempio per produrre uno specchio che rifletta il 90% in determinate gamme di lunghezze d'onda e trasmetta il 10% della luce che cade su di esso.Tali specchi sono comunemente usati come accoppiatori di uscita in divisori di raggio e laser.In alternativa, il rivestimento può essere progettato in modo che lo specchio rifletta solo una stretta banda di lunghezze d'onda, creando un filtro ottico.

La versatilità dei rivestimenti dielettrici ha portato al loro utilizzo in molti strumenti ottici scientifici come laser, microscopi ottici, telescopi rifrattori e interferometri, nonché dispositivi di consumo come binocoli, occhiali e obiettivi fotografici.

Gli strati dielettrici vengono talvolta applicati su film metallici per fornire uno strato protettivo (come il biossido di silicio su alluminio) o per aumentare la riflettività del film metallico.Le combinazioni di metallo e dielettrico vengono utilizzate anche per creare rivestimenti avanzati che non possono essere prodotti in altro modo.Un esempio è il cosiddetto "specchio perfetto", che mostra un riflesso elevato (ma imperfetto) con una sensibilità insolitamente bassa alla lunghezza d'onda, all'angolo e alla polarizzazione.