Les filtres à couche mince sont des revêtements sur du verre ou du plastique transparent qui interfèrent avec la lumière qui les traverse. Ils peuvent être conçus pour amplifier ou atténuer les ondes lumineuses dans n’importe quelle plage spécifique ou large. Bien que la lumière se comporte à la fois comme une particule et comme une onde, les théories impliquées dans la technologie des filtres à couches minces traitent la lumière comme une onde.
Les filtres à couche mince sont fabriqués en recouvrant un morceau de verre de divers revêtements optiques. Les filtres sont fabriqués avec un ou plusieurs films minces conçus pour interférer avec la lumière de manière spécifique. Ces filtres sont couramment utilisés dans les instruments optiques, tels que les télescopes et les objectifs photographiques.
Le filtre dichroïque est le type de filtre à couche mince le plus couramment utilisé. Ces filtres peuvent sélectionner une longueur d’onde spécifique de la lumière pour l’amplifier ou l’annuler. Les filtres dichroïques fonctionnent généralement en réfléchissant certaines longueurs d’onde et en ne laissant passer que certaines longueurs d’onde. Chaque longueur d’onde de la lumière correspond à une couleur visuelle spécifique, de sorte que ces lentilles filtrent certaines couleurs. Un filtre dichroïque peut fonctionner sur une large gamme de lumière visible.
Le filtre à couche mince monochromatique est de conception similaire au filtre dichroïque. La principale différence entre les deux est que le filtre monochromatique ne cible qu’une plage étroite d’ondes lumineuses. Cette plage étroite correspond généralement à une couleur de lumière.
Un filtre à couche mince peut également être utilisé pour construire un filtre ultraviolet ou infrarouge. Ces filtres laissent passer la lumière visible mais bloquent la lumière invisible à chaque extrémité du spectre. Les filtres à densité naturelle peuvent également être fabriqués à partir de filtres à couche mince. Ceux-ci bloquent une certaine partie de toute la lumière visible, ce qui atténue la lumière lorsqu’elle passe à travers la lentille.
Pour fonctionner, un filtre à couche mince doit suivre des spécifications rigoureuses. Lorsque la lumière traverse une barrière, telle qu’une vitre, elle est réfractée par la barrière d’une manière spécifique. La réfraction peut inclure un changement d’angle, de vitesse ou les deux dans une onde lumineuse. Le contrôle de la réfraction de la lumière permet de créer des filtres qui amplifient ou atténuent une onde lumineuse au degré souhaité.
Les ondes lumineuses opposées les unes aux autres s’annuleront lorsqu’elles tenteront d’occuper le même espace. Certains filtres sont conçus pour annuler certaines longueurs d’onde de lumière, comme un filtre sur un télescope qui bloque les niveaux dangereux de lumière émise par le soleil. A l’inverse, des ondes lumineuses identiques vont interférer pour amplifier l’onde. Les filtres qui amplifient la lumière ont également des utilisations. Par exemple, un photographe qui souhaite prendre des photos en très faible luminosité peut utiliser un filtre spécialisé qui amplifie la lumière disponible.