유전체 코팅의 물리적 두께는 구체적인 광학 기능, 제어하도록 설계된 파장, 적층 구조에 필요한 개별 층의 수에 크게 좌우됩니다. 그러나 일반적으로 전체 두께는 분명히 미시적 범위에 속합니다.
총 코팅 두께
대부분의 표준 광학 부품에서 적용된 유전체 코팅의 총두께는 일반적으로 0.1마이크로미터에서 50마이크로미터 사이입니다.
- 반사 방지(AR) 코팅: 일반적으로 매우 얇으며, 표면 반사를 줄이기 위해 몇 개의 층으로만 구성되는 경우가 많습니다. 전체 두께는 일반적으로 약 0.1 to 0.5마이크로미터입니다.
- 고반사 미러: 최대 반사율을 얻으려면 더 많은 교대 박막층을 적층해야 하며, 일반적인 두께 범위는 1 to 5마이크로미터입니다.
- 복합 대역통과 필터: 정밀한 파장 분리, 좁은 투과 대역 및 가파른 차단 특성을 구현하려면 이러한 필터에 수십 층부터 100개가 넘는 교대 층으로 구성된 매우 복잡한 적층 구조가 필요합니다. 전체 물리적 두께는 보통 5마이크로미터에서 30마이크로미터 사이이며 장파장 적외선 응용 분야에서는 이보다 더 두꺼울 수 있습니다.
개별 층 두께
유전체 코팅은 굴절률이 높은 재료와 낮은 재료(예: 오산화 탄탈럼과 이산화 규소)의 매우 얇은 층을 교대로 적층하여 제작합니다. 이러한 미세 층 각각의 두께는 목표 광 파장에 따라 엄격하게 결정됩니다.
- 1/4파장 광학 두께: 대부분의 개별 층은 목표 설계 파장의 정확히 1/4에 해당하는 광학 두께로 증착됩니다(흔히 λ/4로 표기).
- 물리적 두께와 광학적 두께: 빛은 진공에서보다 코팅 재료에서 더 느리게 진행하므로, 단일 층의 실제 물리적 두께는 1/4 파장을 재료의 굴절률로 나눈 값입니다.
- 실제 예: 한 층이 500 nm 가시광선과 상호작용하도록 설계되고 재료의 굴절률이 2.0인 경우, 이 단일 증착층의 물리적 두께는 정확히 62.5 nm입니다.
각 층의 두께는 파장과 직접적인 관계가 있으므로 자외선(UV)용으로 설계된 다층 필터는 층수가 같더라도 중적외선(IR)용으로 설계된 필터보다 물리적으로 훨씬 얇습니다.
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