Espelhos ópticos

Comparando espelho óptico e filtros

Um espelho óptico utiliza o princípio da reflexão para mudar a direção da luz. Após a reflexão, a luz mantém sua cor e frequência originais. A superfície reflexiva do espelho pode ser plana ou curva, e o material pode ser metálico ou não metálico.

Os filtros ópticos, por outro lado, são baseados nos princípios de interferência óptica e transmissão. Diferentes cores e frequências de luz são atenuadas ou filtradas, permitindo que apenas cores ou frequências específicas passem. Os filtros são tipicamente compostos de uma série de filmes finos multicamadas, e a espessura desses filmes pode ser controlada ajustando o tempo de deposição.

Diferenças entre espelhos dielétricos e revestidos de metal

Em termos simples, os dielétricos têm uma constante dielétrica positiva, enquanto os metais têm uma constante dielétrica negativa.

Se uma onda eletromagnética (a luz visível também é uma onda eletromagnética) pode se propagar dentro de um determinado meio (assumindo que é uniforme e não contém cargas), indica que as equações de Maxwell permitem uma solução de onda plana nesse meio. Isso normalmente ocorre quando a constante dielétrica do meio é positiva. Em contraste, as ondas eletromagnéticas não podem se propagar dentro dos metais porque as equações de Maxwell não permitem uma solução de onda plana em metais. No entanto, os metais suportam outro tipo de solução, conhecida como onda evanescente, que só pode se propagar na superfície. É por isso que os espelhos são normalmente feitos de metais em circunstâncias normais.

Os revestimentos dielétricos, por outro lado, são compostos de camadas periódicas de materiais de alta e baixa constante dielétrica, sendo cada camada extremamente fina. Quando o comprimento de onda satisfaz uma determinada condição, o revestimento dielétrico atua como uma grade de Bragg que realiza a reflexão total para aquele comprimento de onda específico, refletindo toda a luz de volta. Esses espelhos revestidos dielétricos têm refletividade extremamente alta, mas são limitados pelo ângulo incidente e faixa de comprimento de onda. Além disso, eles são bastante caros.

Em máquinas de litografia EUV (Extreme Ultraviolet), máscaras ópticas reflexivas (máscaras ópticas) são feitas usando revestimentos dielétricos multicamadas. Essencialmente, os espelhos revestidos dielétricos são uma forma de cristais fotônicos unidimensionais, criando um bandgap onde a luz não é suportada para se propagar, resultando em reflexão total. Embora não sejam cristais estritamente fotônicos, a espessura de cada camada é freqüentemente ajustada delicadamente para requisitos específicos.