Кіріспе
Оптиканың әр түрлі материалдардың өте жұқа құрылымды қабаттарымен айналысатын саласы. Жұқа пленкалы оптика – оптиканың әр түрлі материалдардың өте жұқа құрылымды қабаттарымен айналысатын саласы. Жұқа пленкалы оптикалық эффектілерді байқау үшін материал қабаттарының қалыңдығы когеренттік ұзындығына жуық болуы керек; көрінетін жарық үшін бұл көбінесе 200 мен 1000 нм аралығындағы қалыңдықтарда кездеседі. Осындай өлшемдегі қабаттар, жарық толқындарының араласуы және қабаттар, ауа және негіз арасындағы сындыру көрсеткішінің айырмашылығының нәтижесінде ерекше жарық шағылыстыру қасиеттеріне ие болуы мүмкін. Бұл эффектілер оптиканың жарықты шағылыстыру және өткізу жолын өзгертеді. Бұл эффект, жұқа пленкалық интерференция деп аталады, сабын көпіршіктері мен майлы дақтарда байқалады. Жазық қабаттармен ғана шектелмейтін, жалпы мерзімді құрылымдар бұрышқа тәуелді күрделірек түстік эффектілерді көрсетеді және фотондық кристалдар деп аталады. Өндірісте жұқа пленкалы қабаттарды субстратқа (әдетте шыныға) бір немесе бірнеше материалдың жұқа қабаттарын жағу арқылы жасауға болады. Бұл көбінесе физикалық буландыру процесі, мысалы, булану немесе шашырату арқылы, немесе химиялық буландыру сияқты химиялық процестерді қолдану арқылы жүзеге асырылады. Жұқа пленкалар оптикалық жабындар жасау үшін қолданылады. Мысалдарға үйлер мен автомобильдер үшін төмен эмиссиялық шыны панельдер, әйнектерге жартылай өткізбейтін жабындар, автомобиль фараларындағы шағылыстыратын бөгеуіштер, жоғары дәлдікті оптикалық сүзгілер мен айналар жатады. Бұл жабындардың тағы бір қолданылуы – кеңістіктік сүзгілеу.
Thin film optics is the branch of optics that deals with very thin structured layers of different materials. In order to exhibit thin film optics, the thickness of the layers of material must be similar to the coherence length; for visible light it is most often observed between 200 and 1000 nm of thickness. Layers at this scale can have remarkable reflective properties due to light wave interference and the difference in refractive index between the layers, the air, and the substrate. These effects alter the way the optic reflects and transmits light. This effect, known as thin film interference, is observable in soap bubbles and oil slicks. More general periodic structures, not limited to planar layers, exhibit structural coloration with more complex dependence on angle, and are known as photonic crystals. In manufacturing, thin film layers can be achieved through the deposition of one or more thin layers of material onto a substrate (usually glass). This is most often done using a physical vapor deposition process, such as evaporation deposition or sputter deposition, or a chemical process such as chemical vapor deposition. Thin films are used to create optical coatings. Examples include low emissivity panes of glass for houses and cars, anti reflective coatings on glasses, reflective baffles on car headlights, and for high precision optical filters and mirrors. Another application of these coatings is spatial filtering.
Табиғи әлемдегі мысалдар
Табиғатта жұқа қабаттар кең таралған. Олардың әсерінен сабын көпіршіктері мен май бетіндегі түстер пайда болады, сондай-ақ кейбір жануарлардың құрылымдық түсқабығы да осыған байланысты туындайды. Көптеген жәндіктердің қанаттары өте жұқа болғандықтан, жұқа қабаттар сияқты әрекет етеді. Бұл көптеген шыбындар мен аралардың қанаттарында жақсы көрінеді. Көппірлерде қанаттың беті қанат қабықшаларымен жабылмаған кезде жұқа қабатты оптика көрінеді, мысалы, Aglais io-ның көк дақтары мен Graphium sarpedon-ның көк-жасыл топақтары осыған дәлел. Сарыбадақта гүлдің жылтырлығы жұқа қабаттың нәтижесінде пайда болады, ол гүлдің тозаңдаушы жәндіктерге көрінуін жақсартады және өсімдіктің репродуктивтік мүшелерінің температурасын реттеуге көмектеседі.