espejo semitransparente

Un espejo semitransparente es un componente óptico con un recubrimiento metálico delgado, generalmente plata o aluminio, depositado de manera desigual en su superficie, de modo que aproximadamente el 50 por ciento de la luz incidente se refleja y el 50 por ciento la atraviesa. El espesor del recubrimiento es típicamente de 10 a 20 nanómetros, ajustado para lograr esta división 50/50 en una longitud de onda o banda específica. A diferencia de un espejo totalmente plateado, que refleja del 90 al 95 por ciento de la luz, el espejo semitransparente sacrifica la reflectancia por la capacidad de dirigir la luz en dos direcciones simultáneamente.

El componente funciona mediante transmisión parcial a través de la delgada capa metálica. Cuando la luz incide en el recubrimiento, algunos fotones se dispersan desde la superficie superior como reflexión, mientras que otros penetran el recubrimiento, se reflejan en el sustrato subyacente y salen como luz transmitida. La relación exacta 50/50 depende del material del recubrimiento, el espesor, el ángulo de incidencia y la longitud de onda. En la práctica, los recubrimientos a menudo se optimizan para un rango espectral estrecho; un espejo semitransparente eficaz a 550 nanómetros puede funcionar de manera diferente a 405 nanómetros.

Variantes y arreglos ópticos

Los espejos semitransparentes aparecen en varias configuraciones ópticas. Un cubo divisor de haz une dos prismas con la superficie semitransparente en la interfaz, permitiendo que la luz entre en un prisma, se divida en la superficie recubierta y salga por dos caras perpendiculares. Los diseños de placa montan la superficie recubierta sobre vidrio plano, mientras que las versiones de película utilizan sustratos extremadamente delgados para minimizar el desplazamiento del haz. Las variantes dicróicas dividen la luz por longitud de onda en lugar de intensidad, reflejando un color mientras transmiten otro; estas son comunes en microscopía de fluorescencia y visores de cámaras.

Los espejos semitransparentes son esenciales en aplicaciones de división de haz donde la luz debe llegar a dos trayectorias independientes con relaciones de intensidad conocidas. Aparecen en interferómetros (tipos Michelson y Mach-Zehnder), en divisores de haz de cámaras que dirigen parte de la luz a un visor mientras permiten que el resto llegue al sensor, en sistemas de proyección y en equipos de prueba para alineación óptica. También se utilizan en experimentos de óptica cuántica donde mantener la coherencia es importante.

La principal limitación es la pérdida. Al menos el 50 por ciento de la luz incidente se descarta como reflexión o transmisión, dependiendo de hacia dónde se dirija el haz; esta restricción hace que los espejos semitransparentes no sean adecuados para aplicaciones de alta potencia o cuando el rendimiento máximo es crítico. El polvo, los arañazos y el envejecimiento del recubrimiento degradan el rendimiento con el tiempo, reduciendo la relación 50/50 e introduciendo reflejos no deseados. El término "plateado" persiste históricamente desde los días en que se aplicaba lámina de plata real; los recubrimientos modernos utilizan aluminio evaporado o pulverizado o multicapas dieléctricas en su lugar.