Перевод Александра Жданова
Интерференция в тонкой плёнке происходит, когда падающие световые волны, отраженные от верхней и нижней границы тонкой пленки, интерферируют друг с другом, формируя новую волну. Исследуя эту отраженную волну, можно раскрыть информацию о поверхности, от которой компоненты этой волны были отражены, включая толщину пленки или величину эффективного показателя преломления материала пленки. Тонкие пленки имеют много коммерческих применений, включая антибликовые покрытия, зеркала и оптические фильтры.
Тонкая пленка представляет собой слой материала толщиной в диапазоне от субнанометрового до микронного. Когда свет падает на поверхность пленки, он либо проходит насквозь, либо отражается от верхней поверхности. Свет, который проходит через верхнюю границу, достигает нижнюю поверхность и может вновь быть преломлен или отражён. Уравнения Френеля дают количественное описание того, сколько света пройдёт или отразится на границе. Свет, отраженный от верхней и нижней поверхностей будет проявлять свойство интерференции. Степень конструктивной или деструктивной интерференции между двумя световыми волнами зависит от разницы в их фазы. Это различие, в свою очередь, зависит от толщины слоя пленки, показателя преломления пленки, и угла падения исходной волны на пленку. Кроме того, сдвиг фазы на 180° или на Pi в радианах может возникнуть при отражении на границе в зависимости от соотношения показателей преломления материалов по обе стороны от границы. Этот фазовый сдвиг возникает, если показатель преломления среды меньше показателя преломления материала, через который проходит (распространяется) свет. Другими словами, если n1 <n2 и свет переходит из 1-го материала во 2-й материал, то при отражении происходит фазовый сдвиг. В результате интерференции можно получить картину света в виде светлых и тёмных полос или в виде разноцветных полос в зависимости от источника падающего света.
Рассмотрим свет, падающий на тонкую пленку и отраженный от верхней и нижней границы. Необходимо рассчитать оптическую разность хода отражённого света, чтобы определить условие интерференции.
Это условие может измениться после рассмотрения возможных фазовых сдвигов, которые происходят при отражении.
Если падающий свет является монохроматическим, то интерференционные картины появляются в виде светлых и темных полос. Светлые полосы соответствуют областям, в которых происходит конструктивная интерференция между отраженными волнами, а темные полосы соответствуют областям деструктивной интерференции. Как и толщина пленки, меняющаяся от одного места до другого, интерференция может меняться от конструктивной до деструктивной. Хороший пример такого явления - "кольца Ньютона", демонстрирующие интерференционную картину, которая возникает при отражении света от сферической поверхности, прилегающей к плоской поверхности.
Если падающий свет широкополосный, или белый, как свет от солнца, интерференционные картины появляются как красочных(разноцветных) полосы. Различные длины волн света создают конструктивную интерференцию для различных толщин пленок. Различные участки пленки появляются в различных цветах в зависимости от местной толщины пленки.