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.
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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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