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Los espejos ópticos están diseñados para reflejar la luz para una variedad de aplicaciones, incluida la dirección del haz, la interferometría, la creación de imágenes o la iluminación. Los espejos ópticos se utilizan en una amplia gama de industrias, como las ciencias de la vida, la astronomía, la metrología, los semiconductores o la energía solar.
Hyperion Optics ofrece una gama de espejos ópticos láser, planos, de sustrato metálico, de enfoque o especiales en una multitud de opciones de recubrimiento reflectante, que incluyen aluminio protegido, aluminio mejorado, plata protegida, oro protegido o dieléctrico. La elección de la opción de revestimiento reflectante adecuada garantiza una alta reflectividad de la longitud de onda o el rango de longitud de onda necesarios. Los espejos ópticos diseñados para aplicaciones láser están optimizados para la longitud de onda láser dada. Además, los espejos ópticos diseñados para láser cuentan con umbrales de daño que son adecuados para el láser designado. Los espejos ópticos de sustrato metálico son ideales para aplicaciones que requieren un coeficiente constante de expansión térmica entre el espejo óptico y la montura. Los espejos ópticos con una superficie cóncava son ideales para aplicaciones de enfoque de luz.
Los espejos ópticos tienen una superficie lisa, muy pulida, plana o curva para reflejar la luz. Por lo general, la superficie reflectante es una fina capa de plata o aluminio sobre vidrio. Las especificaciones del producto para los espejos ópticos incluyen el diámetro, el radio de curvatura, la longitud focal del grosor y la calidad de la superficie. El diámetro o la altura de un espejo óptico se mide directamente. Si la curvatura del espejo óptico se extrapola a una esfera, entonces el radio de esa esfera es el radio de curvatura del espejo. Hay dos medidas de espesor para los espejos ópticos: espesor del centro y espesor del borde. Las unidades de medida incluyen pulgadas, pies y yardas; nanómetros, centímetros y milímetros, y millas y kilómetros. Con los espejos ópticos, la distancia focal es la distancia desde el espejo en la que converge la luz. La calidad de la superficie describe excavaciones y arañazos. Una excavación es un defecto en una superficie óptica pulida que es casi igual en términos de largo y ancho. Un rasguño es un defecto cuya longitud es muchas veces su anchura.
Los espejos ópticos están hechos de muchos materiales diferentes, cada uno de los cuales influye en las características de reflectividad del espejo. Las opciones de materiales incluyen vidrio de borosilicato, cobre, sílice fundida, níquel y vidrio de corona óptica. Vidrio de borosilicato también se conoce como BK7 y vidrio de corona de boro. El cobre se utiliza en aplicaciones de alta potencia debido a su alta conductividad térmica. La sílice fundida tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo y es adecuada para su uso con láseres de potencia moderada o condiciones ambientales cambiantes. Los espejos ópticos de grado ultravioleta (UV) también están comúnmente disponibles. El níquel se usa en aplicaciones que requieren resistencia al daño tanto térmico como físico. Los materiales patentados para espejos ópticos incluyen Pyrex (Corning Inc.) y Zerodur (Schott Glaswerke).
Los espejos ópticos a veces están recubiertos para mejorar su reflectividad. Las opciones incluyen aluminio desnudo, mejorado y protegido; plata, oro desnudo y oro protegido; y revestimientos hechos de rodio y materiales dieléctricos. Se utilizan recubrimientos de aluminio mejorados para mejorar la reflectancia en las regiones visible y ultravioleta. Los revestimientos de aluminio protegido brindan resistencia a la abrasión al mismo tiempo que protegen la superficie del aluminio, un excelente reflector en las regiones UV superior, visible y del infrarrojo cercano (IR). Los espejos ópticos con recubrimientos de oro puro y oro protegido se utilizan en las regiones de IR cercano a IR lejano. Los recubrimientos de plata brindan mejor reflectancia que el aluminio; sin embargo, la tendencia de la plata a oxidarse y deslustrarse requiere un sellado completo de la atmósfera. Los recubrimientos de rodio tienen una reflectividad de aproximadamente el 80 % del espectro visible.
El espejo es un elemento óptico que utiliza la ley de la reflexión. En el pasado, cuando se fabricaba el espejo, a menudo se recubría de plata el cristal. El proceso estándar es: después de vaporizar al vacío el aluminio sobre un sustrato altamente pulido, se recubre con óxido de silicio o fluoruro de magnesio. Dado que la ley de reflexión es independiente de la frecuencia de la luz, tales componentes tienen una amplia gama de bandas de trabajo y pueden alcanzar las regiones ultravioleta e infrarroja del espectro visible, por lo que su aplicación es cada vez más extensa.
Que el efecto reflectante del espejo sea bueno depende de la longitud de onda de la luz incidente (es decir, la fuente de luz) y el acabado de la superficie del revestimiento. La potencia de salida del láser se puede multiplicar si se aplica con un reflector de alta relación de reflexión. Se refleja desde el primer reflector y la imagen reflejada no se distorsiona sin doble sombra. Si usamos un espejo normal, no solo tiene baja reflectividad, sino que tampoco tiene selectividad de longitud de onda y puede producir doble sombra. Sin embargo, con el espejo de membrana de recubrimiento, la imagen obtenida no solo es de alto brillo, sino también precisa y exacta, con una calidad de imagen más clara y un color más realista.
El espejo se divide en tres tipos de forma: espejo plano, espejo esférico y espejo asférico. También se puede dividir en reflectores completos y espejo semipermeable por el grado de reflexión. El espejo óptico está diseñado para reflejar la luz en una variedad de aplicaciones, incluida la desviación del haz, la interferometría, la formación de imágenes o la iluminación.
El espejo plano suele estar hecho de vidrio plano plateado o aluminio. Un espejo plano es una imagen virtual de un objeto virtual. Es el único elemento óptico que no daña el corazón único del haz y puede formar una imagen perfecta.
La superficie de reflexión de un espejo esférico es una esfera. Si el centro de la bola se encuentra en la cara iluminada, se llama espejo cóncavo. Si el centro de la bola se encuentra al otro lado de la cara iluminada, se llama espejo convexo. El espejo cóncavo es un espejo convergente. El haz paralelo se refleja y convergerá en un punto, que es el foco real. La fuente de luz se coloca en la posición de enfoque y el haz se refleja de nuevo en un haz paralelo. El espejo convexo es un espejo divergente, y el rayo paralelo se refleja en él para que sea un rayo divergente, y la extensión hacia atrás del rayo reflejado se envía a un punto, que es el foco virtual. El espejo de observación a ambos lados de la cabina del automóvil es un espejo convexo y los objetos en la distancia forman una imagen que se reduce cerca del foco virtual.
El espejo asférico se puede clasificar en espejo parabólico, espejo hiperboloidal, espejo elíptico, superficies cónicas y espejo cilíndrico. El haz de luz de un eje paralelo se refleja en un espejo paraboloide y se concentra en el punto focal del paraboloide. Y en el telescopio reflector, se puede utilizar para generar imágenes de estrellas distantes en el punto focal. En cambio, un haz de luz emitido por el foco se refleja en un espejo parabólico y luego forma un haz paralelo para el reflector. Los espejos hiperboloides y elípticos se utilizan a menudo en sistemas ópticos especiales para simplificar la estructura y mejorar la calidad de la imagen.
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