CWL과 FWHM의 표준 제조 공차는 얼마입니까?

|K WONG

광학 필터, 특히 대역 통과 필터에서 CWL(중심 파장)과 FWHM (반치전폭)은 가장 중요한 두 가지 분광 파라미터입니다. 박막 증착은 매우 정밀하지만 여전히 물리적인 공정이므로 제조업체는 필터의 품질 등급과 파장 범위에 따라 달라지는 "표준" 공차를 제공합니다.

1. 중심 파장(CWL)

CWL은 투과 대역의 수학적 중간점입니다. 이 공차는 코팅의 총 층수와 기판 전체에 걸친 증착 균일도의 영향을 받습니다.

필터 등급 표준 공차 일반적인 응용 분야
상용 / 표준 ±2nm~±5nm 일반 조명, 표시등.
정밀 / 분석 ±0.5nm~±1nm 형광 현미경, 임상 화학.
레이저 라인 / 초정밀 ±0.1nm~±0.2nm 라만 분광법, LIDAR, 레이저 라인 정제.

참고: IR 필터의 CWL 공차는 파장의 백분율로 표시되는 경우가 많습니다(예: ±1%).

2. 반치전폭( FWHM)

FWHM은 최대 투과율의 50%에서 필터의 대역폭을 정의합니다. 이는 박막 스택 내의 "캐비티" 설계에 의해 결정됩니다.

  • 표준 공차: 일반적으로 공칭 ±10%에서 ±20%의 FWHM 값입니다.
    • 예: 10 nm FWHM 필터의 경우 실제 결과는 일반적으로 8 nm에서 12 nm 사이입니다.
  • 정밀 공차: 고급 응용 분야의 경우 ±5% 또는 ±2%까지 더 엄격하게 설정할 수 있지만, 이 경우 제조 비용이 크게 증가하고 수율이 낮아집니다.

3. 이러한 공차에 영향을 미치는 요인

필터가 사양에 완벽하게 맞도록 제조되었더라도 사용 중 다음과 같은 요인으로 인해 유효 CWL 및 FWHM가 이동할 수 있습니다.

  • 입사각 (AOI): 각도가 증가하면 CWL은 더 짧은 파장 쪽으로 이동합니다(청색 편이).
  • 온도: 대부분의 코팅은 온도가 상승하면 장파장 쪽으로 이동(적색 편이)하며, 일반적인 변화율은 0.01 nm/°C~0.03 nm/°C입니다.
  • 작동 환경: 습도가 높으면 "시프터" 필터(하드 코팅되지 않은 필터)가 팽창하여 분광 성능이 변할 수 있습니다. 최신 하드 코팅(Ion Slung Deposition) 필터는 훨씬 더 안정적입니다.

코팅 기술 비교

기술 공차 정밀도 안정성
증착(소프트) 느슨함 낮음(흡습성)
이온 보조(IAD) 보통 중간
스퍼터링(하드 코팅) 매우 엄격함 높음(환경 내구성이 우수함)

 

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