Las familias de recubrimientos son fáciles de confundir porque todas son pilas de película delgada construidas en las mismas cámaras. Lo que difiere es la función: algunos recubrimientos maximizan la luz transmitida, algunos eliminan una banda, algunos producen color, y algunos protegen el sustrato del entorno. Esta matriz presenta cómo elegir entre ellos y qué números pertenecen a la especificación.
Guías para compradores en la práctica
Este artículo recoge la orientación práctica que más a menudo damos cuando los clientes nos piden especificar esta gama, junto con los números en que se basa cada recomendación.
Recubrimientos antirreflectantes: más luz, menos deslumbramientos
Un recubrimiento AR existe para reducir la reflexión en una superficie. El vidrio óptico sin recubrimiento refleja aproximadamente un cuatro por ciento por cara, y una ventana de doble cara pierde casi un ocho por ciento de la luz mientras produce las imágenes fantasma que el usuario nota primero. Un recubrimiento monocapa de fluoruro de magnesio lleva cada superficie a cerca de uno y medio por ciento; una pila multicapa de banda ancha baja de medio por ciento, y por debajo de un cuarto de por ciento en trabajo de precisión. Especifique la banda, la reflectancia media y en el peor caso, la niebla, y el color aceptable de la reflexión residual. En la mayoría de los sistemas la segunda superficie contribuye tanta luz reflejada como la primera, así que una especificación que recubre solo una cara renuncia a la mayor parte de la mejora disponible.
Recubrimientos de corte IR: separar luz visible de infrarrojo cercano
Los sensores de silicio responden al infrarrojo cercano, que de otro modo lavaría el color. Un recubrimiento de corte IR refleja esa banda con una pila de interferencia, manteniendo la pieza fría y la transición pronunciada, típicamente de 10 a 30 nanómetros, con transmisión visible por encima del 90 por ciento y bloqueo de OD2 a OD4. El problema es angular: el borde se desplaza hacia longitudes de onda más cortas a medida que crece el ángulo de incidencia, así que un sistema de gran angular necesita o una transición más ancha, un elemento absorbente, o una relajación de la tolerancia de color en todo el campo. Especifique la longitud de onda de corte, la profundidad de bloqueo, la pendiente del borde, y sobre todo el ángulo de incidencia en el que se mide la curva.
Recubrimientos de color y dicroicos: producir una longitud de onda, no eliminarla
Los filtros de color hechos por recubrimiento en lugar de por tinte mantienen su color permanentemente, porque no hay colorante orgánico que blanquear. El diseño define una banda de paso, una transición y un nivel de bloqueo fuera de banda, y el mismo proceso puede colocar varios colores en una sola placa o imprimir un logotipo en un color definido. La tolerancia se divide en dos sistemas: la tolerancia espectral, típicamente ±5 nm en una longitud de onda dominante y ±2 nm en un borde de precisión, y el registro geométrico, típicamente ±0.05 mm para piezas patronadas. Ambos pertenecen al plano, junto con el ángulo de aceptación y el flujo máximo que verá la pieza.
Recubrimientos para ventanas de cuarzo, zafiro e infrarrojo
Las ventanas en el ultravioleta, en rutas láser de alta energía, o en el infrarrojo medio se construyen sobre materiales que se comportan distinto al vidrio óptico ordinario. La sílice fundida transmite desde cerca de 185 nanómetros y tolera alta energía láser; el zafiro añade dureza y alcanza cerca de 4.5 µm; germanio, silicio y seleniuro de zinc cubren las bandas térmicas. Los recubrimientos sobre estos sustratos deben controlar la absorción además de solo la reflectancia, porque la energía absorbida se vuelve calor y el calor se vuelve un desplazamiento de enfoque. Especifique el umbral de daño láser a la longitud de onda y duración de pulso de operación, y verifíquelo en muestras testigo del mismo lote de material en lugar de confiar solo en un certificado.
Durabilidad y recubrimientos ambientales
La pila funcional es solo la mitad de la especificación; la superficie exterior decide cómo se comporta la pieza en campo. Las capas duras de óxido pasan pruebas de lápiz y abrasión de lana de acero, lo que importa en cualquier superficie que toca el usuario. Los recubrimientos superiores hidrófobos y oleófobos hacen que la lluvia y las huellas resbalen en lugar de manchar, y suelen especificarse con un ángulo de contacto del agua por encima de 100 grados más una cifra de durabilidad por abrasión, porque la capa se consume al limpiar. Las capas antiestáticas reducen la atracción de polvo donde importa la limpieza, y las capas barrera evitan la migración de álcalis en ambientes húmedos sobre sustratos que contienen álcalis.
Emparejar el recubrimiento con la aplicación
El orden de selección que funciona con fiabilidad es: identificar la banda que el sistema debe dejar pasar, identificar la banda que debe bloquear, decidir el ángulo de aceptación, y luego elegir la familia de recubrimiento que satisface las tres a un costo aceptable. Solo después tiene sentido elegir el sustrato, porque el sustrato cambia el espesor óptico efectivo de cada capa. Los errores que se repiten son usar un recubrimiento AR solo visible en un sistema que también trabaja bajo iluminación de 850 nanómetros, usar un corte IR dicroico frente a un objetivo de gran angular, y recubrir una cara cuando la superficie trasera es la fuente dominante de destello. Cada uno es un error de especificación en lugar de fabricación, y cada uno se resuelve escribiendo la aplicación en el plano.
Datos de selección de un vistazo
| Parámetro | Valor típico | Notas |
|---|---|---|
| Reflectancia por cara | R ≤ 0.5 % de media, R ≤ 0.2 % alcanzable | 420 - 680 nm |
| Ganancia de transmisión | hasta 99 % por una cara, > 99 % por ambas caras | Frente al 92 % del B270 sin recubrir |
| Opciones de banda | 400-700, 400-1100, 900-1700 nm, banda dual | Banda ancha o ajustada |
| Sustrato | B270, ultratransparente, borosilicato, cuarzo, acrílico | 0.5 - 12 mm |
| Velo | ≤ 0.3 %, normalmente ≤ 0.1 % | Medidor de velo |
| Abrasión | dureza de lápiz 9H, lana de acero 0000 superada | Pilas de óxido duro |
| Adhesión | ensayo de cinta 4B o mejor | Cuadrícula |
| Ambiental | humedad 85/85, niebla salina, estable a UV | Grados de exterior disponibles |
| Patrón de recubrimiento | cara completa, solo la apertura o enmascarado | Margen 0.5 - 1 mm típico |
Preguntas frecuentes
¿Qué reflectancia puede alcanzar realmente un recubrimiento AR?
Por debajo del 0.5 por ciento medio por cara es rutina, y por debajo del 0.2 por ciento es alcanzable en toda la banda visible con una pila multicapa. Una transmisión total por encima del 99 por ciento es posible cuando ambas caras están recubiertas.
¿Debo recubrir una cara o ambas?
Ambas, siempre que el presupuesto lo permita. La cara trasera sin recubrir suele reflejar tanta luz como elimina el recubrimiento frontal, así que dejarla desnuda renuncia a la mayor parte del beneficio y a menudo introduce imágenes fantasma visibles.
¿Qué tan duradero es el recubrimiento en una pantalla táctil?
Las pilas de óxido duro pasan una prueba de lápiz 9H y abrasión de estropajo de acero 0000, y pueden añadirse capas superiores para resistencia a huellas. La durabilidad bajo exposición diaria a aceite de huellas suele estar limitada por el método de limpieza, no por el recubrimiento.
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