¿Por qué las laminillas tienen un índice de refracción pequeño?

Hoy te explicaremos algunas razones por las que el índice de refracción en películas delgadas es menor que en bulto. Este fenómeno es importante para el desarrollo de dispositivos fotonicos de punta, por ello debes saberlo.

Primero, las películas delgadas las definimos como estructuras de unas cuantas micras de espesor, estos materiales son importantes en el campo de la fotónica pues se pueden enviar señales a través de su canto, como es el caso de las fibras ópticas y las guías de onda, lo que representa un campo rico y fértil de desarrollos para telecomunicaciones y nuevos dispositivos foto-electrónicos.

En este sentido, es importantísimo contar con la medición acertada del índice de refracción del material para saber cuales son los modos ópticos que se pueden transmitir en el dispositivo (fibra o guía). Entre los diferentes medios observamos que el índice de refracción de las películas delgadas es menor que su contraparte masiva, de grueso considerable, llamada en bulto.

Las razones por las cuales sucede este hecho son:

1) La densidad de la película delgada es mayor que el formato en bulto. Lo que implica que en la fabricación de la película se emplearon solventes o las porosidades son más relevantes.

2) La interacción de la luz (onda electromagnética) es más importante en la película delgada que en material grueso. Esto puede suceder porque en el bulto hay una zona bien identificada en el material que hace que el promedio se desvié de la medición de la interfase (donde el promedio es dominado por la interacción material-aire).

Estas son dos razones para explicar porque el índice de refracción en las laminillas es pequeño frente al bulto.

¿Conoces más ejemplos donde es importante conocer el índice de refracción en películas delgadas?

¿Existen contra-ejemplos donde la película delgada tenga un índice de refracción más grande que el bulto?

Estas son dos referencias donde sustentamos estas ideas:

• H. K. Pulker, "Characterization of optical thin films", Applied 0ptics, 18 1969-1977 (1979)
• M. Krbal, et. al. "The comparison of Ag–As33S67 films prepared by thermal evaporation (TE), spin-coating (SC) and a pulsed laser deposition (PLD)" Journal of Physics and Chemistry of Solids 68 (2007) 953–957.