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Materiali per l’ottica
Il vetro: la diffusione
Materiali per l’ottica
Il vetro: la diffusione
(A) Particelle di dimensioni inferiori a (Rayleigh scattering)IR~-4
(B) Particelle dalle dimensioni paragonabili a (Mie scattering)IR~-1
(C) Particelle di dimensioni superiori a IR~0
Schema del pattern di intensità diffusa dalle particelle
Dipendente da (colori a dati angoli di vista)
Diffusione della luce da parte di particelle disperse nel materiale
1. Presenza di particelle non disciolte2. Presenza di bolle o fasi diverse (devitrificazione)3. Fluttuazioni di densità
Cause
La composizione e la tecnica di melting (dimensione delle impurezze o disomogeneita’) influisce sull’esponente Iscat -m
m=3.4-4.8
Vetro crown (SiO2-CaO-Na2O) m bassoVetro flint (SiO2-PbO) m alto
Materiali per l’ottica
Il vetro: la diffusione
secondo la legge di Snell si ha che
detti n1 e n2 gli indici di rifrazione dei mezzi
La riflessione totale avviene se l'angolo ϑt raggiunge l'ampiezza di π/2 , cioè se non esiste più onda rifratta. Questo fenomeno può avvenire nel passaggio da un mezzo più denso a uno meno denso (ovvero, n1 > n2) e l'angolo
per cui non esiste onda rifratta è detto angolo critico.Quando θ > θcrit non appare alcun raggio rifratto: la luce incidente subisce una
riflessione interna totale ad opera dell'interfaccia. Si genera un'onda di superficie, o onda evanescente (leaky wave), che decade esponenzialmente all'interno del mezzo con indice di rifrazione n2.
RIFLESSIONE TOTALE
5 – 10 µ
Vetro di silice di alta purezza.Si inseriscono ossido di boro o biossido di germanio, per modificare gradualmente n.L’uniformita’ delle dimensioni e l’assenza di ellitticita’ sono critiche: tolleranza di 1µ su 1Km.
Polarizzazione e filtri polarizzatori
Onda polarizzata nella direzione y, che si propaga nella direzione z
+
-+
+++
+++
---
-
--
-
Legge di Malus
dicroismo
Polarizzazione per riflessione
Piano di incidenza
Piano di riflessione
L’intensita’ della luce riflessa con polarizzazione parallela al piano di riflessione e’ maggiore di quella con polarizzazione perpendicolare. Se l’angolo di incidenza e’ quello di Brewster, la polarizzazione perpendicolare non e’ riflessa affatto. In questo caso si trova che il raggio riflesso e quello rifratto sono perpendicolari.
Miraggi e coatings polarizzatori
Materiali per l’ottica
Trattamenti superficiali su lenti oftalmiche
Materiali per l’ottica
Coating protettivi
Spessore 5-20 nm
Idrorepellenti e lipofobici
Materiali per l’ottica
Coating protettivi
Me=metile
Tetrametoxilano Etanolato di Titanio Epoxilano (organic network former)
Materiali per l’ottica
Antiriflesso
MgF2 circa 1% DI RIFLETTANZA
Matching indice di riflessione - Lord Raileigh 1886
HLHL circa 0.1% DI RIFLETTANZACosti elevati
Film con spessore d che sia multiplo opportuno di un quarto di lunghezza d’onda della luce incidente si comportano come coating antiriflesso
Coating antiriflesso
or
dnRR RRII
321
22
210
4cos2/
Film
substrato
n2
n3
n1
dInterferenza costruttiva
mdn
o
24 3 m=1,2
Interferenza distruttiva0,1,2m' )1'2(
4 3
mdn
o
4 3
0
nd
antiriflesso
R1=(n3-n1)/(n3+n1)
R2=(n3-n2)/(n3+n2)
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Antiriflesso