아니요. 표준 박막 광학 간섭 필터는 더 긴(더 붉은) 파장으로 이동하도록 각도 조절할 수 없습니다. 간섭 필터를 법선 입사(0°)에서 벗어나 기울이면 항상 중심 투과 대역이 더 짧은(더 푸른) 파장으로 이동합니다.
"블루 시프트"가 발생하는 이유
광학 대역 통과 및 에지 필터는 매우 정밀한 유전체 재료의 교번 층으로 만들어집니다. 이 필터는 특정 파장에 대해 보강 간섭을 만들고 다른 파장에 대해서는 상쇄 간섭을 만들어서 작동합니다.
필터를 기울이면 입사각이 증가합니다. 빛이 층을 대각선으로 통과하는 물리적 경로가 더 길어지는 것이 직관적일 수 있지만, 광학은 그렇지 않다고 말합니다. 빛이 공기에서 필터로 들어오면 굴절률이 높은 코팅 재료로 굴절됩니다. 이 굴절의 물리학은 박막의 내부 경계에서 반사되는 광선 사이의 위상차인 유효 광학 경로 길이가 실제로 감소한다는 것을 의미합니다.
이 유효 경로 길이가 감소하기 때문에 보강 간섭 조건에 완벽하게 맞는 파장도 더 짧아야 합니다.
수학
이 관계는 유효 굴절률 공식에 의해 지배됩니다. 다음은 일반 텍스트로 된 공식입니다.
각도 파장 = 법선 파장 * 제곱근 [ 1 - (sin(각도) / 유효 굴절률)2 ]
- 법선 파장: 입사각 0°에서의 중심 파장.
- 각도: 입사각.
- 유효 굴절률: 필터에 사용된 특정 코팅 재료의 특성.
0보다 큰 모든 각도의 사인 값은 양수이므로 [sin(각도) / 유효 굴절률)2] 항은 항상 양수입니다. 이를 1에서 빼면 제곱근 내부 값은 항상 1보다 작습니다. 시작 파장에 분수를 곱하면 항상 더 작은 숫자(더 짧은 파장)가 됩니다.
적색 편이 대안
광학 설정에서 더 긴 파장으로 튜닝해야 하는 경우, 각도 튜닝은 올바른 접근 방식이 아닙니다. 대신 광학 엔지니어는 일반적으로 다음 방법을 사용합니다.
- 온도 튜닝: 간섭 필터를 가열하면 일반적으로 더 긴 파장으로 아주 약간 이동합니다. 이는 열팽창으로 인해 유전체 층이 물리적으로 두꺼워지고 굴절률이 변하기 때문입니다.
- 블루 시프트를 위한 설계: 표준 산업 관행은 의도적으로 목표 파장보다 약간 더 긴(더 붉은) 중심 파장을 가진 필터를 조달하는 것입니다. 그런 다음 작업자는 필터를 정밀하게 각도 튜닝하여 정확한 목표 파장에 맞출 수 있습니다.
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