Bir ayna en fazla yüzde kaç oranında ışığı yansıtabilir?

Benim asıl uzmanlığım aerodinamik ve İHA tasarımındaki uçuş mekanikleri olduğu için, işin derin kuantum fiziği ve ileri optik tasarımı kısmı beni biraz aşıyor diyebilirim. Ama bizim platformlara deploy ettiğimiz elektro-optik (EO) podlar, lazer işaretleyiciler ve yönlendirilmiş enerji silahları gibi payload'lar sayesinde bu aynaların limitlerini mühendislik açısından bayağı bir kurcalıyoruz.

Meseleye şöyle gireyim, evdeki banyoda baktığın klasik alüminyum veya gümüş kaplama aynalar, üzerine düşen görünür ışığın yaklaşık %85 ila %90'ını yansıtır. Kalan enerji cam veya kaplama tarafından emilir, bir kısmı da saçılır. Yani her türlü bir kayıp yaşanır.

Ama iş savunma sanayisine, dev uzay teleskoplarına veya hassas lazer sistemlerine geldiğinde bu oranlar bize asla yetmez. Yüksek güçlü bir lazerin içindeki aynanın %90 yansıtma oranı (reflectance) olması demek, o kalan %10'luk enerjinin aynayı anında ısıtıp eriteceği ve sistemi çöp edeceği demektir! İşte burada dielektrik aynalar devreye giriyor.

Dielektrik aynalar, farklı k��rıcılık indislerine sahip malzemelerin mikroskobik kalınlıkta katmanlar halinde üst üste dizilmesiyle üretiliyor. Bu katmanlar ışığı öyle bir fazda yans��tıyor ki, yapıcı girişim sayesinde yansıma oranı adeta çıldırıyor. Eğer sistemi spesifik bir dalga boyuna göre optimize ederseniz, bu aynalar ışığın %99.999 hatta güncel laboratuvar şartlarında %99.9999'luk inanılmaz bir kısmını yansıtabiliyor.

Tabii her mühendislik probleminde olduğu gibi %100 kusursuz bir yansıma imkansız. İllaki atomik seviyede bir foton emilimi veya yüzey pürüzlülüğünden kaynaklanan scattering (saçılma) oluyor ve o sinyalin bir kısmı drag yemiş gibi kayboluyor. Fakat milyonda birlik kayıplar optik dünyasında gerçekten muazzam bir mühendislik harikası!