división de haz

La óptica de división de haz divide un solo haz de luz en dos o más haces separados, generalmente con diferentes intensidades o direcciones. El componente fundamental es un divisor de haz: típicamente una superficie parcialmente reflectante (una placa de vidrio recubierta, un cubo o un espejo dicróico) que refleja algunas longitudes de onda o una fracción de la intensidad en una dirección mientras transmite el resto en otra. Esta división simultánea permite que los sistemas ópticos dirijan la luz a diferentes destinos o sensores sin perderla por completo.

El diseño de división de haz más común utiliza un recubrimiento dieléctrico delgado aplicado al vidrio óptico. Un divisor de haz 50/50 refleja y transmite aproximadamente la misma intensidad; otros recubrimientos pueden ajustarse para dividir en 30/70, 10/90 o relaciones especializadas. Los divisores de haz dicróicos son selectivos en longitud de onda, dividiendo la luz visible del infrarrojo o separando las longitudes de onda rojas de las azules. El material del recubrimiento (dióxido de titanio, dióxido de silicio o pilas multicapa patentadas) y su espesor determinan la relación de división y la respuesta angular en diferentes longitudes de onda.

La geometría de división de haz es importante: los divisores de haz se colocan a 45 grados de la luz incidente en la mayoría de los microscopios y cámaras, pero también pueden funcionar en el ángulo de Brewster para minimizar las pérdidas por reflexión para una polarización. Los divisores de haz cúbicos (dos prismas cementados con una superficie recubierta entre ellos) ofrecen trayectorias ópticas más limpias que los divisores de haz de placa, que introducen distorsión del frente de onda porque la luz pasa a través de vidrio en ángulo. Cada operación de división de haz introduce pérdidas; típicamente, del 5 al 15 por ciento de la intensidad se absorbe en los recubrimientos o se dispersa en los límites. Por esta razón, los sistemas que utilizan múltiples divisores de haz pierden luz progresivamente a lo largo de la trayectoria óptica.

La división de haz es esencial en la microscopía confocal (dividiendo la excitación de la luz de emisión), la imagen de fluorescencia (dirigiendo múltiples canales de color a detectores separados) y los combinadores de haz utilizados en sistemas láser e interferometría. El término "división de haz" como adjetivo modifica diseños: un prisma de división de haz, un espejo de división de haz, un filtro de división de haz. El verbo relacionado rara vez se usa en la escritura técnica; los ingenieros dicen que un componente "actúa como un divisor de haz" en lugar de "divide el haz".