박막 광학

박막 광학(thin-film optics)은 다양한 재료의 매우 얇은 구조화된 층을 다루는 광학의 한 분야이다. 박막 광학을 나타내려면 재료 층의 두께가 결맞음 길이와 비슷해야 한다. 가시광선의 경우 두께 200~1000 nm 사이에서 가장 흔히 관찰된다. 이 규모의 층은 빛 파동의 간섭과 층, 공기 및 기판 사이의 굴절률 차이로 인해 현저한 반사 특성을 가질 수 있다. 이러한 효과는 광학 반사 및 투과 방식을 변경한다. 박막 간섭으로 알려진 이 효과는 비눗방울과 기름띠에서 관찰할 수 있다.

평면 층에 국한되지 않는 보다 일반적인 주기적 구조는 각도에 따라 더 복잡한 의존성을 갖는 구조색을 나타내며, 광결정이라고 알려져 있다.

제조에서 박막 층은 기판(보통 유리) 위에 하나 이상의 얇은 재료 층을 증착하여 얻을 수 있다. 이는 주로 증발 증착 또는 스퍼터 증착과 같은 물리 기상 증착 공정이나 화학기상증착과 같은 화학 공정을 사용하여 수행된다.

박막은 광학 코팅을 만드는 데 사용된다. 예로는 주택 및 자동차용 저방사율 유리창, 안경의 반사 방지 코팅, 자동차 헤드라이트의 반사 배플, 고정밀 광학 필터 및 거울 등이 있다. 이러한 코팅의 또 다른 응용 분야는 공간 필터링이다.

 자연계의 예 

박막층은 자연계에서 흔하다. 그 효과는 비눗방울과 기름띠에서 볼 수 있는 색상뿐만 아니라 일부 동물의 구조색을 만들어낸다. 많은 곤충의 날개는 최소한의 두께 때문에 박막 역할을 한다. 이는 많은 파리와 말벌의 날개에서 명확하게 볼 수 있다. 나비의 경우, 박막 광학은 날개 자체가 날개 비늘로 덮여 있지 않을 때 눈에 띄는데, 이는 공작나비의 파란색 날개 반점과 청띠제비나비의 파란색-녹색 반점에서 볼 수 있다. 미나리아재비속의 꽃에서 꽃의 광택은 박막으로 인한 것으로, 수분하는 곤충에게 꽃의 가시성을 높이고 식물의 생식 기관의 온도 조절에 도움이 된다.

 같이 보기 
 이색성 필터
 이색성 프리즘
 유전체 거울
 이중 편광 간섭계
 프레넬 방정식
 박막 간섭
 투명 재료

 각주 

 더 읽어보기 
  생물학에 중점을 둔 박막 광학에 대한 훌륭한 소개서. 보다 엄밀한 접근법을 인용함.
 Z. Knittl: Optics of thin films, Wiley, 1981.
 D.G. Stavenga, "Thin film and multilayer optics cause structural colors of many insects and birds" Materials Today: Proceedings 1S, 109 – 121 (2014).