Tyndfilminterferens

Tyndfilminterferens, även kallad interferens i tunna filmer, är ett optiskt fenomen där ljus som passerar ett tunt lager reflekteras från både filmens övre och nedre yta och där de två reflekterade gående vågorna interfererar. Resultatet är färgade mönster och varierande ljusstyrka som beror på filmens tjocklek, dess refraktionsindex och ljuskällans våglängd samt infallsvinkeln.

Grundprincipen bygger på att den reflekterade strålen från övre ytan ibland genomgår en fasförskjutning i π (vid övergång från ett medium med lägre till högre refraktivt index). Den del som reflekteras från nedre ytan kan också få en fasförskjutning beroende på jämförelsen mellan filmens index och det underliggande materialet. Den resulterande färg- och intensitetsfördelningen styrs av den optiska vägen; det vill säga den geometriska tjockleken d och vinkel θ ger ett path difference Δ ≈ 2 n d cos θ.

Vid närmast normal infall är villkoren för konstruktiv eller destruktiv interferens beroende av vilka fasförskjutningar som uppstår. Om reflektionerna båda har π-fasförskjutning blir konstruktiv interferens i reflekterat ljus når 2 n d = m λ, medan destruktiv interferens uppstår när 2 n d = (m + 1/2) λ. Om endast en reflektion har π-fasförskjutning blir det omvänt.

Fenomenet ses exempelvis i oljefläckar på vatten eller i såpfilmer som ändrar färg när tjockleken varierar. Tyndfilminterferens används även i teknik, bland annat i anti-reflektionsbeläggningar, optiska filter och tunna-filmerbaserade mätningar av tjocklek. Vid polarisationsoptik och olika våglängder visar effekten sig ännu tydligare.