Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Отрасль оптики, изучающая очень тонкие структурированные слои различных материалов.
Branch of optics that deals with very thin structured layers of different materials
Тонкопленочная оптика – это отрасль оптики, изучающая очень тонкие структурированные слои различных материалов. Для проявления тонкопленочных оптических явлений толщина слоев материала должна быть сопоставима с длиной когерентности; для видимого света это обычно наблюдается при толщине от 200 до 1000 нм. Слои такого масштаба могут обладать выдающимися отражающими свойствами благодаря интерференции световых волн и разнице в показателях преломления между слоями, воздухом и подложкой. Эти эффекты изменяют способ отражения и пропускания света оптическим элементом. Этот эффект, известный как тонкопленочная интерференция, наблюдается в мыльных пузырях и масляных плёнках. Более общие периодические структуры, не ограничивающиеся плоскими слоями, демонстрируют структурную окраску с более сложной зависимостью от угла и называются фотонными кристаллами. В производстве тонкие плёнки получают путём нанесения одного или нескольких тонких слоёв материала на подложку (обычно стеклянную). Это чаще всего осуществляется с использованием физических методов осаждения из паровой фазы, таких как термическое испарение или магнетронное распыление, или химических методов, таких как химическое осаждение из газовой фазы. Тонкие плёнки используются для создания оптических покрытий. Примеры включают в себя низкоэмиссионное стекло для домов и автомобилей, антибликовые покрытия для очков, отражающие экраны в автомобильных фарах, а также высокоточные оптические фильтры и зеркала. Другим применением этих покрытий является пространственная фильтрация.
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.
Примеры в природе
В природе часто встречаются тонкие плёнки. Их влияние проявляется в цветах мыльных пузырей и масляных плёнок, а также в структурной окраске некоторых животных. Крылья многих насекомых функционируют как тонкие плёнки благодаря своей незначительной толщине. Это особенно заметно на крыльях мух и ос. У бабочек тонкоплёночная оптика становится видимой, когда крыло не покрыто чешуйками, например, в голубых пятнах на крыльях Aglais io и голубовато-зелёных участках Graphium sarpedon. У лютиков блеск цветка обусловлен тонкой плёнкой, которая увеличивает его видимость для опыляющих насекомых и способствует регулированию температуры репродуктивных органов растения.
Thin film layers are common in the natural world. Their effects produce colors seen in soap bubbles and oil slicks, as well as the structural coloration of some animals. The wings of many insects act as thin films, because of their minimal thickness. This is clearly visible in the wings of many flies and wasps. In butterflies, the thin film optics is visible when wing itself is not covered by wing scales, which is the case in the blue wing spots of the Aglais io and the blue green patches of the Graphium sarpedon. In buttercups, the flower's gloss is due to a thin film, which enhances the flower's visibility to pollinating insects and aids in temperature regulation of the plant's reproductive organs.