Ultra-Thin Filter란 무엇입니까?

집게로 부드럽게 힘을 가하면 "유연하게 구부러지는" 필터의 비주얼

Ultra-Thin Filter는 유연한 폴리머와 염료로 제조되어 구부리기 쉽기 때문에 flat 및 curved 형태 둘 다 갖출 수 있습니다. 이러한 필터는 스크래치가 잘 생기지 않으며 대부분의 산업용 hard oxide coating과 견줄만한 견고함을 갖습니다. 필터마다 수백 개에서 수천 개의 하위 레이어로 구성됩니다. Ultra-Thin Filter는 VIS와 NIR 스펙트럼 영역에 걸쳐 높은 수준의 파장 선택성을 발휘할 수 있으며, 두께가 얇고 유연하면서 경량의 저비용 제품이기 때문에 대량 생산 용도에 적합합니다.

Ultra-Thin Filter의 제조 공정에는 광섬유를 생산하고 플라스틱 필름을 압출해내는 과정의 특징들이 결합하여 제품의 두께와 굴절률을 정밀하게 제어할 수 있습니다. Laser damage, thermal drift 그리고 narrower operating temperature 범위가 큰 문제가 되지 않은 하이 볼륨 마켓에서 적절한 비용으로 complex multilayer interference filter를 생산하기 위해서는 이와 같은 정밀 제어가 필요하기 마련입니다. 적용이 가능한 어플리케이션으로는 laser-based multi-photon microscopy, astronomy, fluorescence instrumentation, flow cytometry, 기타 biomedical laser system이 있습니다.

Ultra-Thin Filter는 주로 polymer substrate로부터 유래되는 몇 가지 단점을 가지고 있습니다. 작동 온도가 한정되어 있어 30˚C 이내의 실온에서 사용되어야만 polymer layer의 기반에 가해지는 손상을 예방할 수 있습니다. 이러한 연유로, 옵틱의 표면상에서 다량의 열이 발생하는 레이저 시스템과는 사용을 추천하지 않습니다. 이뿐만 아니라, 필터를 구부릴 수 있는 유연함으로 인해 여러 각도에서 chromatic shift가 다소 발생할 수 있습니다. 그림 1에서는 수직 입사각인 0도에서 45도 범위를 갖는 4개의 입사각을 통해 ultra-thin bandpass filter를 예로 보여줍니다. Ultra-Thin Filter는 이 보다 더 견고한 glass substrate filter에 비해 다소 높은 wavefront error를 갖습니다. Flexible filter의 두께가 두꺼울수록 견고함이 증가하며, 더욱 단단할수록 wavefront error 현상은 줄어듭니다.

Ultra-Thin Filter의 가장 눈에 띄는 이점으로는 제품의 융통성을 들 수 있으며 평평하고 만곡된 형태 어느 쪽과도 조화를 잘 이룹니다. 가위나 칼뿐만 아니라 손으로도 절단이 용이하며, 대량 절단의 경우에는 레이저 커팅 장비를 사용할 수 있습니다. 이러한 ultra-thin design은 광 경로의 길이를 최소화하고 필터를 장착해야 하는 별도의 mounting 옵션을 제거해줍니다. 파쇄되지 않는 (shatter free) 플라스틱으로 전체가 이루어진 이러한 필터는 매우 유연한 100µm 이하의 두께부터 견고성이 높은 약 500µm 두께까지 다양한 옵션으로 제작이 가능합니다.

주요 특징:

• 유연한 소재의 디자인
• 360nm - 1600nm의 스펙트럼 범위
• Notch, Edge 및 Bandpass Filter 디자인 역량
• Multi-Notch와 Multi-Bandpass Filter 이용 가능
• 스크래치에 내성이 강함
• OD 2의 Absolute Design, OD 4의 차단 발휘
• 90%가 넘는 투과율 성취
• 극히 얇은 디자인 (300 - 500µm의 두께)

그림 1: AOI Shift가 필터의 반사력에 미치는 영향

그림 2: Traditional Filter, Hard Sputtered Filter, Ultra-Thin Longpass Filters의 비교