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광원, 디지털 센서, 그리고 코팅 챔버 기술이 나날이 향상됨에 따라 광학 필터 역시 자연스레 진화하고 계속해서 발전해 나아갑니다. 광학 필터의 경우 오토메이션, 에너지, 의료 이미징, 보안 및 다중 요소 광학 시스템과 같이 가장 요건이 까다로운 어플리케션 일부에 있어서 매우 중요한 역할을 하는 부품입니다.
이러한 광학적 진보에는 flexible thin film polymer와 IR grade material (예: 실리콘, 게르마늄)과 같은 신규 기반의 개발이나 UV와 IR 스펙트럼에서 높은 투과율과 차단율을 갖는 필터를 만들어낼 수 있는 새로운 화학품 및 혼합물의 개발이 요구됩니다. 코팅 챔버 기술의 발전은 결과적으로 1nm 미만의 밴드폭과 1% 미만의 허용 오차를 갖는 고정밀 필터 생산을 이끌어 냈으며, 실제 최고의 line spectrophotometer가 가지고 있는 한계까지 도달하였습니다. 각각의 발전을 토대로 허용오차와 제품 사양이 훨씬 더 최적화되었기에, 표면 품질, 표면 평탄도, 평행성 및 투과 웨이브 프런트가 향상된 정밀 기반(substrate)을 더욱더 제대로 표현할 수 있게 되었습니다.
신소재, 서브나노미터의 제품 사양, deep UV - far IR의 스펙트럼 적용 범위, 그리고 다방면으로 개선된 허용오차를 통해 대부분의 고객과 정밀 어플리케이션에 필요한 옵틱 및 포토닉스도 꾸준한 발전을 이룰 것입니다.
Edmund Optics®에서는 광학 필터 제품의 사양과 허용오차를 지속적으로 향상해 나아가고 있습니다. 아래의 리스트는 최근에 개선된 광학 필터의 역량 중 일부를 보여줍니다.
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20-10의 Surface Quality |
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λ/10 P-V의 Surface Flatness |
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λ/20 RMS의 Transmitted Wavefront |
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최저 250nm의 UV 파장과 4000nm에 근접한 IR 파장 |
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최소 200µm의 필터 두께 |
그림 5: TECHSPEC® High Performance Fluorescence Dichroic Filter 의 Surface와 Wavefront Map
Edmund Optics®에서 생산하는 필터 중에서 지름이 가장 큰 제품은 300mm입니다. Sputtering과 coating이 가지고 있는 한계로 인해 이러한 대형 기반(substrate) 제작 시 주된 관심사는 허용 오차와 균일함입니다.
필터 기반에 일반적으로 사용되는 소재로는 fused silica, N-BK7, float glass가 있습니다. 최근에는 실리콘과 게르마늄과 같은 IR crystalline을 비롯해, 플루오르화물, 그리고 폴리머 및 플라스틱이 트렌디한 소재로 부상하고 있습니다.
고객의 어플케이션에 어떠한 유형의 필터가 필요한지 결정하는 것이 첫 번째 단계입니다. 기본적인 필터 유형으로는 shortpass, longpass, bandpass, dichroic, notch, neutral density가 있습니다. 각각의 유형마다 서로 다른 어플리케이션에 더 도움이 될만한 독특한 특성을 가지고 있습니다. 필터에 따라서 스펙트럼의 투과 또는 차단 범위가 다르기 때문에 두 번째 단계에서는 원하는 파장대를 선택해야 합니다. 예를 들어, UV Cut-Off (또는 Longpass) filter는 스펙트럼의 VIS와 IR 영역은 둘 다 투과하지만 UV 영역은 차단합니다.
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