Revestimientos antirreflejos personalizados

En una época en la que la tecnología óptica forma parte integral de diversas industrias, no se puede exagerar la importancia de los revestimientos antirreflectantes (AR) personalizados. Estos revestimientos son fundamentales para mejorar el rendimiento de los sistemas ópticos, desde las gafas de uso cotidiano hasta los complejos instrumentos científicos. En Platypus Technologies, estamos especializados en el diseño y la deposición de revestimientos antirreflectantes personalizados, adaptando las soluciones a las necesidades específicas de nuestros clientes.

Revestimientos antirreflectantes

Revestimientos antirreflectantes son capas de película fina especializadas que se aplican a las superficies para reducir la reflexión y aumentar la transmisión de la luz. Su aplicación abarca numerosos campos, como los dispositivos médicos, los equipos militares y la electrónica de consumo, lo que pone de relieve su versatilidad e importancia en la tecnología moderna.

El gráfico siguiente ilustra las ventajas de los revestimientos antirreflectantes. El siguiente gráfico representa el porcentaje de reflexión de la luz en función de la longitud de onda (en nanómetros) de los sustratos de arseniuro de galio (GaAs), con y sin revestimiento antirreflectante (AR).

• El eje x representa la longitud de onda de la luz incidente en nanómetros (nm), que va de 700 nm a 1200 nm.
• El eje y representa el porcentaje de reflexión de la luz, que oscila entre 0% y 35%.

La primera línea, representada en naranja, muestra el porcentaje de reflexión para un sustrato de GaAs desnudo. Esta línea es relativamente plana y ronda la marca de reflexión 30% en toda la gama de longitudes de onda mostrada.

La segunda línea, en azul, representa el porcentaje de reflexión para un sustrato de GaAs con un revestimiento AR aplicado. Esta línea muestra una reducción significativa del porcentaje de reflexión en comparación con el sustrato desnudo. Empezando justo por encima de 10% a 700 nm, disminuye drásticamente hasta casi 0% de reflexión alrededor de 900 nm, lo que indica un efecto antirreflejo óptimo a esta longitud de onda. Más allá de 900 nm, el porcentaje de reflexión comienza a aumentar ligeramente, pero se mantiene muy por debajo del nivel del sustrato desnudo, terminando justo por encima de 5% a 1200 nm.

Este gráfico ilustra eficazmente la ventaja de aplicar un revestimiento AR a un sustrato de GaAs, que es una reducción significativa del porcentaje de reflexión de la luz, especialmente en torno a la región de longitud de onda de 900 nm. Esta reducción de la reflexión puede mejorar el rendimiento de los dispositivos que utilizan sustratos de GaAs al permitir que pase o se absorba más luz, en lugar de reflejarse.

Tipos de revestimientos antirreflectantes

Existen varios tipos de revestimientos antirreflectantescada uno de ellos con una finalidad única. Los revestimientos AR de banda ancha están diseñados para minimizar los reflejos en una amplia gama de longitudes de onda, lo que los hace ideales para aplicaciones como objetivos de cámaras y prismáticos. Por otro lado, los revestimientos AR de una sola capa y los revestimientos en V están diseñados para conseguir la máxima transmisión (mínima reflexión) en longitudes de onda específicas, y suelen utilizarse en sistemas láser en los que la precisión es fundamental.

Materiales utilizados en la fabricación de revestimientos AR

La eficacia de un revestimiento antirreflectante depende en gran medida de los materiales utilizados. En Platypus Technologies utilizamos una amplia gama de materiales de alta calidad para diseñar y fabricar revestimientos antirreflectantes personalizados: fluoruro de magnesio (MgF₂), dióxido de silicio (SiO₂), dióxido de titanio (TiO₂), óxido de hafnio (HfO₂), y pentóxido de tántalo (Ta₂O₅). Para aplicaciones de infrarrojos, también ofrecemos silicio (Si) y germanio (Ge). Cada uno de estos materiales ofrece propiedades ópticas y mecánicas únicas, lo que nos permite desarrollar revestimientos que cumplan requisitos específicos.

La selección de materiales para revestimientos antirreflectantes se guía por varios factores, como el rango específico de longitudes de onda para el que se utilizarán, las condiciones ambientales a las que se enfrentarán, su capacidad para soportar la intensidad del láser y su resistencia a los productos químicos. El grosor necesario de la capa fina óptica viene determinado por las longitudes de onda específicas de la luz que el revestimiento antirreflectante debe optimizar. A continuación encontrará un breve resumen de los materiales utilizados para los revestimientos antirreflectantes:

Fluoruro de magnesio (MgF₂)

• Índice de refracción: MgF₂ tiene un índice de refracción bajo (~1,38 a 550 nm), lo que lo convierte en una opción excelente para una capa de cuarto de onda en revestimientos AR, especialmente para aplicaciones que requieren una reducción de la reflexión en los espectros ultravioleta (UV) y visible.
• Gama de transparencias: Es transparente en una amplia gama que va desde el ultravioleta profundo hasta la región del infrarrojo cercano (NIR). Sin embargo, el MgF₂ presenta una fuerte absorción en las longitudes de onda de la región infrarroja (IR).
• Durabilidad: Láminas delgadas de MgF₂ son duros y duraderos, pueden soportar entornos difíciles y son resistentes a los daños causados por el láser o los productos químicos. Sin embargo, las películas gruesas de MgF₂ pueden presentar una tensión de tracción significativa, que puede ser perjudicial para las propiedades mecánicas de las pilas de películas.

Dióxido de silicio (SiO₂)

• Índice de refracción: SiO₂ tiene un índice de refracción moderado (~1,46 a 550 nm) y suele utilizarse en combinación con materiales de índice superior para formar revestimientos AR multicapa.
• Estabilidad térmica: Es termoestable y soporta altas temperaturas, por lo que es adecuado para entornos difíciles.
• Estabilidad química: El dióxido de silicio es químicamente inerte y tiene una excelente durabilidad ambiental, resistiendo la humedad y otros elementos corrosivos.

Dióxido de titanio (TiO₂)

• Índice de refracción: TiO₂ tiene un alto índice de refracción (~2,25 a 550 nm), lo que la convierte en una capa de alto índice eficaz en revestimientos multicapa para crear una interferencia constructiva que minimice la reflexión.
• Dureza: Es duro y duradero, y proporciona una buena resistencia a la abrasión a los revestimientos AR.
• Aplicación: Debido a su elevado índice de refracción, a menudo se utiliza en combinación con materiales de menor índice como el SiO₂ para mejorar el rendimiento del revestimiento AR en un espectro más amplio.

Óxido de hafnio (HfO₂)

• Índice de refracción: HfO₂ tiene un alto índice de refracción (~1,95 a 550 nm) y es conocido por sus excelentes propiedades dieléctricas.
• Umbral de daño láser: Tiene un umbral de daño láser muy alto, lo que lo hace adecuado para revestimientos en aplicaciones láser de alta potencia.
• Estabilidad: El óxido de hafnio ofrece estabilidad química y térmica, lo que resulta ventajoso en entornos en los que los revestimientos están expuestos a grandes tensiones.

Pentóxido de tántalo (Ta₂O₅)

• Índice de refracción: Ta₂O₅ también tiene un alto índice de refracción (~2,1 a 550 nm), similar al HfO₂proporcionando un fuerte desplazamiento de fase que resulta útil en revestimientos AR multicapa.
• Resistencia térmica y química: Es químicamente inerte y tiene una excelente resistencia al calor y a la corrosión.
• Aplicación: Este material es especialmente útil en revestimientos AR para lentes y otros elementos ópticos que deben soportar condiciones duras.

Germanio (Ge)

• Índice de refracción: El germanio tiene un alto índice de refracción, ~4,0 a 10 micrómetros (rango infrarrojo medio), lo que lo convierte en un material eficaz para revestimientos AR destinados a aplicaciones IR.
• Estabilidad y durabilidad: El germanio es un material duro y relativamente estable en diversos entornos. Sin embargo, puede ser susceptible de degradarse en entornos muy oxigenados, sobre todo a temperaturas elevadas, lo que puede afectar a sus propiedades ópticas.
• Umbral de daño láser: Los revestimientos de germanio tienen un alto umbral de daño láser en el rango IR, lo que los hace adecuados para su uso en sistemas en los que se emplean láseres IR de alta potencia.

Mediante la evaporación por haz de electrones, podemos depositar estos materiales con precisión, creando revestimientos que maximizan el rendimiento óptico. Este proceso nos permite ofrecer soluciones a medida, adaptadas a las necesidades únicas de cada proyecto.

Nuestra revestimientos ópticos han encontrado aplicaciones en diversos campos. En sistemas láser, mejoran la eficacia y reducen el ruido. En sensores ópticos y equipos de imagen, mejoran la precisión y la calidad de la imagen. Nuestro trabajo en espectroscopia ha hecho avanzar las capacidades analíticas, demostrando la versatilidad y el impacto de nuestros revestimientos.

Revestimientos AR personalizados de Platypus Technologies

Elegir Platypus Technologies significa optar por la calidad, la precisión y la personalización. Nuestro compromiso con la innovación, junto con nuestros rigurosos procesos de control de calidad, garantizan que cada proyecto ofrezca resultados óptimos. Nos enorgullecemos de nuestro enfoque centrado en el cliente, trabajando estrechamente con ellos para comprender y satisfacer sus necesidades específicas.

Platypus Technologies está aquí para ayudar a quienes necesiten revestimientos antirreflectantes personalizados. Le invitamos a ponerse en contacto con nosotros para hablar de sus necesidades específicas. Nuestro equipo está preparado para ofrecerle soluciones a medida que mejoren el rendimiento de sus sistemas ópticos.