광의 특정 파장 을 선택적 으로 드러내서 숨겨진 성운 구조 와 물질 구성 을 드러내는 특별 한 "렌즈"를 통해 방대한 우주 를 관찰 하는 것 을 상상 해 보십시오.선택적 파장 관측의 개념은 현미경 세계에서 똑같이 중요합니다., 광학 필터가 필수적인 "렌즈"로 작용합니다.
광적 필터는 기본적인 광적 구성 요소로서 빛 빔의 스펙트럼 분포를 선택적으로 수정할 수 있습니다.그리고 일상 생활이 문서에서는 광적 필터 원칙, 종류 및 통합 기술에서의 최근의 발전에 대한 포괄적인 검토를 제공합니다.
광적 필터는 빛 빔의 스펙트럼 분포를 변화시킬 수 있는 장치 또는 재료입니다.이 변형은 선택적일 수 있습니다. 특정 파장이 지나가도록 허용하면서 다른 파장을 차단하거나 선택적이지 않습니다., 모든 파장을 균일하게 완화합니다.
광적 필터의 두 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.
이 물질들은 특정 파장을 흡수하는 물질을 사용한다. 일반적인 재료는 유리, 젤라틴 또는 용해되거나 서스펜션된 염료를 포함하는 액체이다. 이점으로는 간단한 구조,내구성그러나, 그들은 하나의 파장 범위를 고립할 수 있으며 온도와 습도와 같은 환경 요인에 의해 영향을받을 수 있습니다.
이 는 다양 한 굴절 지수 를 가진 여러 개 의 다이 일렉트릭 얇은 필름 층 을 통해 빛 간섭 의 원칙 을 사용 합니다. 이 는 뛰어난 성능 과 안정성 을 가진 좁은 대역 필터링 을 가능하게 합니다.,하지만 더 높은 비용으로요.
다른 전문 필터는 디크로이 필터 (극화 선택성) 및 중성 밀도 필터 (일률적인 빛 감소를 위해) 를 포함한다.모노크로마터와 반사기는 기능적으로 필터 역할을 할 수 있습니다., 그들은 일반적으로 별도로 고려됩니다.
흡수 필터는 물질 흡수 특성에 따라 작동합니다. 주요 구성 요소는 다음을 포함합니다.
일반적으로 금속 이온 또는 산화질소로 도핑 된 유리로 만들어져 화학적 안정성과 기계적 강도를 제공하지만 넓은 대역폭과 표면 오염에 민감합니다.주요 고려 사항은:
- 적정값에서 발생할 수 있는 오차로 인한 캘리브레이션 요구 사항
- 표면 전달의 일관성을 위한 일관성 검사
- 정기적인 청소 프로토콜
- 스크래치 방지 필름 코팅
유리 기판에 염료-젤라틴 혼합물을 사용하여 제작 된 이러한 비용 효율적인 옵션은 습기와 퇴색에 대한 안정성이 떨어지고 사용량이 감소합니다.
초기 색 온도 변환 필터는 염색소 용액을 사용했지만 실용적인 한계로 인해 그 사용이 줄어들었습니다.
특수 흡수 필터 는 열/IR 흡수 필터, 좁은 대역 준비 필터 및 스펙트럼 포토미터 캘리브레이션 필터 를 포함한다.그리고 코발트) 는 액체 색을 측정하는 또 다른 흡수 필터 응용 프로그램을 나타냅니다..
간섭 필터는 다층 다이 일렉트릭 얇은 필름을 사용하여 파장 특정 간섭 효과를 만듭니다.가장 간단한 구성은 다이렉트릭 물질로 분리 된 두 부분 반사 층을 포함합니다 (e예를 들어, 아연 황화물), 목표 파장에 건설적 간섭을 만듭니다.
주요 매개 변수는 다음과 같습니다.
- 중심 파장 (피크 전송)
- 대역폭 (효율적 전송 범위)
- 전송량 (최고 전송 효율)
이 필터는 컬로미트리에서 광범위하게 사용되고 있습니다.여러 개의 간섭 필터가 원형 파장의 반사성/전달성을 측정하기 위해 단순화된 스펙트럼 광대측정기에 있는 단일색체를 대체할 수 있는 경우색상의 유리와 비교하면, 간섭 필터는 퇴색에 대한 우수한 안정성을 보여줍니다.
광적 필터는 다음과 같이 분류될 수 있다.
- 광적 행동 (밴드 패스, 짧은 / 긴 패스, 중성 밀도)
- 제조 방법 (흡수 유리와 코팅 된 기판)
용어는 "필터" (파파 선택 광학적 구성 요소) 와 "흡수기" (태양 안경이나 레이저 안경과 같은 보호 응용 프로그램) 를 구별합니다.산업 용어는 일반적으로 생산 방법보다는 광적 행동에 참조.
통합 광학에서 중요한 구성 요소로서, 광학 필터는 광학 통신, 마이크로파 광학, 생체 감지 및 양자 광학에서 다양한 기능을 가능하게합니다.다양한 필터링 접근 방식이 실리콘-온-이솔레이터 (SOI) 플랫폼에서 구현되었습니다.다음을 포함합니다.
이 주기적인 실리콘 파도 유도 구조는 다른 파장을 전송하는 동안 특정 파장 범위를 반영합니다.최근 실리콘 광학 통합 회로 (PIC) 의 발전은 CMOS 호환 제조와 높은 밀도 통합을 가능하게했습니다.현재 과제는 나노 규모의 특징으로 제조성을 유지하면서 나노 미만의 대역폭을 달성하는 것입니다.
SWG 메타물질 구조는 정밀한 전자기장 조절을 가능하게 하며, 신중하게 설계된 주기 구조를 통해 극히 좁은 대역폭 (~ 50 pm) 을 가능하게 한다.응용 분야는 대역 분리, 조정 가능한 필터링, 그리고 고급 광망에서 재구성 가능한 채널 스위칭.
성능 비교에 따르면 SWG 필터는 기존의 브라그 격자 디자인보다 더 높은 소멸 비율을 달성하며, 주기성 증가로 추가 개선이 가능합니다.
광적 필터는 지속적인 발전을 통해 기술적 영향력을 계속 확대합니다. 미래 방향은 다음을 포함합니다.
- 소형화 및 다른 광학적 구성 요소와의 통합
- 조정 가능한 필터와 메타물질 기반 필터의 개발
- 광 통신, 생체 감지 및 환경 모니터링의 향상 된 응용 프로그램
광학 통합이 진행됨에 따라 광학 필터는 점점 더 다른 요소와 결합하여 정교한 광학 칩을 형성합니다.과학기술 분야 전반에 걸쳐 새로운 역량을 가능하게 하는 것.