miniatura|Filtre d'interferència passa-banda per a experiments amb làser Un filtre d'interferència, filtre dicroic o filtre de pel·lícula fina és un filtre òptic que reflecteix algunes longituds d'ona (colors) de la llum i en transmet d'altres, gairebé sense absorció per a totes les longituds d'ona d'interès. Un filtre d'interferència pot ser de pas alt, pas baix, pas de banda o rebuig de banda. S'utilitzen en aplicacions científiques, així com en il·luminació arquitectònica i teatral.

Un filtre d'interferència consisteix en múltiples capes primes de material dielèctric amb diferents índexs de refracció. També hi pot haver capes metàl·liques. Els filtres d'interferència són selectius en longitud d'ona en virtut dels efectes d'interferència que tenen lloc entre les ones incidents i reflectides als límits de la pel·lícula fina. El principi de funcionament és similar al d'un etaló de Fabry-Perot.

Els miralls dicroics i els reflectors dicroics són el mateix tipus de dispositiu, però es caracteritzen pels colors de la llum que reflecteixen, en lloc dels colors que deixen passar. Els miralls dielèctrics funcionen amb el mateix principi, però se centren exclusivament en la reflexió.

Teoria Els filtres dicroics utilitzen el principi d'interferència de pel·lícula fina i produeixen colors de la mateixa manera que les pel·lícules d'oli sobre l'aigua. Quan la llum incideix sobre una pel·lícula d'oli en un angle, part de la llum es reflecteix des de la superfície superior de l'oli i part es reflecteix des de la superfície inferior on està en contacte amb l'aigua. Com que la llum que es reflecteix des de la part inferior recorre un camí lleugerament més llarg, algunes longituds d'ona de la llum es veuen reforçades per aquest retard, mentre que d'altres tendeixen a cancel·lar-se, produint els colors que es veuen. El color transmès pel filtre presenta un desplaçament cap al blau amb l'augment de l'angle d'incidència, vegeu Mirall dielèctric. miniatura|300x300px|Filtres dicroics En un mirall o filtre dicroic, en lloc d'utilitzar una pel·lícula d'oli per produir la interferència, es construeixen capes alternes de recobriments òptics amb diferents índexs de refracció sobre un substrat de vidre. Les interfícies entre les capes de diferent índex de refracció produeixen reflexions en fase, reforçant selectivament certes longituds d'ona de la llum i interferint amb altres longituds d'ona. Les capes s'afegeixen normalment per deposició al buit. Controlant el gruix i el nombre de les capes, la freqüència de la banda de pas del filtre es pot ajustar i fer-la tan ampla o estreta com es desitgi. Com que les longituds d'ona no desitjades es reflecteixen en lloc d'absorbir-se, els filtres dicroics no absorbeixen aquesta energia no desitjada durant el funcionament i, per tant, no s'escalfen tant com el filtre convencional equivalent (que intenta absorbir tota l'energia excepte la de la banda de pas). (Vegeu l'interferòmetre Fabry-Pérot per a una descripció matemàtica de l'efecte.)

Quan la llum blanca es separa deliberadament en diverses bandes de color (per exemple, dins d'un projector de vídeo en color o una càmera de televisió en color), s'utilitza el prisma dicroic similar. Tanmateix, per a les càmeres, ara és més comú tenir una matriu de filtres d'absorció per filtrar píxels individuals en una sola matriu CCD.

Aplicacions Els filtres dicroics poden filtrar la llum d'una font de llum blanca per produir llum que els humans perceben com a molt saturada en color. Aquests filtres són populars en aplicacions arquitectòniques i teatrals. miniatura|IEC 60598 Sense símbol de feix fred Els reflectors dicroics coneguts com a miralls freds s'utilitzen habitualment darrere d'una font de llum per reflectir la llum visible cap endavant mentre permeten que la llum infraroja invisible passi per la part posterior del llum. Aquesta disposició permet una il·luminació intensa amb menys escalfament de l'objecte il·luminat. Moltes làmpades de quars-halògenes tenen un reflector dicroic integrat per a aquest propòsit, originalment dissenyades per al seu ús en projectors de diapositives per evitar fondre les diapositives, però ara s'utilitzen àmpliament per a la il·luminació interior de la llar i comercial. Això millora la blancor eliminant l'excés de vermell; tanmateix, representa un greu perill d'incendi si s'utilitza en lluminàries encastades o tancades, ja que permet la radiació infraroja en aquestes lluminàries. Per a aquestes aplicacions, s'han d'utilitzar làmpades de feix no fred (ALU o Silverback). Les lluminàries encastades o tancades que no són adequades per al seu ús amb llums reflectores dicroiques es poden identificar pel símbol IEC 60598 No Cool Beam.

En microscòpia de fluorescència, els filtres dicroics s'utilitzen com a divisors de feix per dirigir la il·luminació d'una freqüència d'excitació cap a la mostra i després en un analitzador per rebutjar aquesta mateixa freqüència d'excitació però deixar passar una freqüència d'emissió particular.

Alguns projectors LCD utilitzen filtres dicroics en lloc de prismes per dividir la llum blanca de la làmpada en els tres colors abans de passar-la a través de les tres unitats LCD. miniatura|Roda de color dicroica de sis segments d'un projector DLP. Els segments transmeten vermell, verd i blau, i per tant reflecteixen cian, magenta i groc.

Referències

Categoria:Òptica Categoria:Filtres òptics