차단 대역(blocking band)의 광학 밀도(OD)는 입사각(AOI)의 변화에 어떻게 영향을 받습니까?

박막 광학 대역 통과 필터를 다룰 때, 설계된 각도(일반적으로 0° 또는 수직 입사)에서 벗어나 입사각(AOI)을 변경하면 차단 대역의 광학 밀도(OD)에 지대한 영향을 미칩니다.

입사각(AOI)을 증가시킬 때 가장 두드러지는 효과는 필터의 전체 스펙트럼 응답이 더 짧은 파장 쪽으로 이동한다는 것입니다. 이는 일반적으로 "블루 시프트"라고 알려져 있습니다.

다음은 입사각(AOI) 변화가 차단 대역의 광학 밀도(OD)에 특별히 어떤 영향을 미치는지에 대한 분석입니다.

1. 특정 파장에서의 광학 밀도 손실

입사각(AOI)이 증가함에 따라 전체 투과 및 차단 프로파일이 더 짧은 파장으로 이동하기 때문에 특정 목표 파장에서의 광학 밀도(OD)가 급격하게 변할 수 있습니다.

• 필터가 1064nm에서 특정 레이저 라인을 차단하기 위해 높은 광학 밀도(OD) (예: OD6)를 제공해야 한다면, 증가된 입사각(AOI)은 필터의 투과 대역을 파란색 쪽으로 이동시킬 것입니다.
• 투과 대역 또는 측대역 리플이 목표 파장을 넘어 이동하면 해당 특정 파장에서의 광학 밀도(OD)가 급락하여 빛이 새어 나갈 수 있습니다.

2. 편광 분리 (S 및 P 편광)

수직 입사(0°)에서는 빛이 편광 상태에 관계없이 동일하게 거동합니다. 그러나 입사각(AOI)이 증가함에 따라 입사광은 두 개의 직교 편광 상태, 즉 s-편광과 p-편광으로 분리됩니다.

• P-편광된 빛은 s-편광된 빛보다 훨씬 더 큰 블루 시프트를 경험합니다.
• S-편광된 빛은 덜 이동하지만, 투과 대역의 가장자리가 종종 더 좁아지고 차단 대역이 다르게 동작할 수 있습니다.
• OD에 미치는 영향: 두 편광 상태가 다르게 이동하기 때문에 투과 대역과 차단 대역 사이의 급격한 전이 경계가 "번지거나" 넓어집니다. 비편광 빛을 사용하는 경우, 이 분리는 필터 가장자리의 가파른 정도를 감소시켜 통과 대역 바로 옆 전이 영역에서 광학 밀도(OD)를 효과적으로 낮춥니다.

3. 최대 광학 밀도 저하

박막 간섭 필터는 차단 영역에서 완벽한 상쇄 간섭을 생성하기 위해 특정 각도에 최적화된 고굴절률 및 저굴절률 재료의 교번 층을 사용하여 구성됩니다.

• 각도가 변하면 이러한 미세한 층을 통과하는 광 경로 길이가 변합니다.
• 이 위상 불일치는 상쇄 간섭의 효율성을 감소시킵니다. 결과적으로 차단 대역의 절대 최대 깊이는 더 높은 각도에서 저하될 수 있습니다. 0°에서 OD 7을 달성하는 필터는 이러한 위상 오류로 인해 45°에서 전체 차단 효율이 더 낮아질 수 있습니다.

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