이러한 광학 필터를 생산하는 데 어떤 제조 기술이 사용됩니까?

|K WONG

광학 필터의 제조 방식은 주로 필터가 흡수(빛을 흡수) 또는 간섭(빛을 반사) 중 어떤 원리로 작동하는지에 따라 달라집니다.

업계는 내구성과 분광 안정성이 더 우수한 “하드” 스퍼터 코팅으로 “소프트” 코팅에서 크게 전환되었습니다.

1. 박막 간섭 필터

가장 일반적인 고성능 필터입니다. 기판(일반적으로 유리) 위에 고굴절률 소재와 저굴절률 소재를 교대로 증착하여 제조합니다.

증착 기술

  • 마그네트론 스퍼터링: 현대적인 표준 기술입니다. 플라즈마를 사용해 타깃 재료에서 원자를 “떼어낸” 후 기판 위에 응축시킵니다. 이를 통해 습기와 온도 변화에 강한 매우 치밀하고 “단단한” 코팅이 형성됩니다.
  • 증발 증착(E-beam): 전자 빔을 사용하여 진공에서 증착 원료를 용융하고 기화합니다. 흔히 이온 보조 증착(IAD)을 함께 사용하며, 이 방식에서는 막이 성장하는 동안 이온 건으로 막을 충격하여 밀도와 내구성을 높입니다.
  • 이온 빔 스퍼터링(IBS): 정밀도가 가장 높은 방식입니다. 손실이 가장 낮고 정확도가 높은 코팅을 생성하지만 마그네트론 스퍼터링보다 속도가 느리고 비용이 높습니다.

증착 후 처리

  • 스크라이빙 및 적층: 복합 필터의 경우 여러 코팅 기판을 내습성 에폭시를 사용해 함께 적층하는 경우가 많습니다. 밀폐 구조를 만들기 위해 접착 전에 플레이트를 "스크라이빙"하여 특정 영역의 박막을 제거합니다.
  • 다이아몬드 절단: 기판은 대형 판재 상태로 코팅되는 경우가 많으므로 다이아몬드 팁 공구를 사용하여 최종 필터를 지정된 치수로 절단합니다(예: 25mm 디스크).

2. 흡수 필터

이 필터는 구조가 더 단순하며 표면 코팅이 아닌 소재 자체의 벌크 특성을 이용합니다.

  • 색유리 제조: 특정 금속 산화물 또는 셀레늄이나 카드뮴과 같은 희토류 원소를 용융 유리에 첨가합니다. 색상과 이에 따른 필터링 특성이 유리 전체에 분포합니다.
  • 젤라틴/폴리머 캐스팅: 염료 또는 안료를 액상 수지(아세테이트나 젤라틴 등)에 혼합한 다음 얇은 시트로 성형합니다. 이러한 시트는 사진 촬영이나 무대 조명에 흔히 사용됩니다.
  • 함침: 일부 플라스틱 필터는 투명 폴리머를 염료 용액에 담가 색소가 표면층에 침투하도록 하는 방식으로 제조됩니다.

비교 요약

특징 간섭(박막) 흡수(유색 유리)
주요 제조 방식 진공 증착(스퍼터링/증발 증착) 벌크 재료 조성
내구성 높음(하드 코팅) 높음(색상이 내부에 존재)
정밀도 매우 높음(서브나노미터) 보통(두께에 따라 다름)
각도 민감도 높음(기울이면 이동) 낮음(다양한 각도에서 안정적)

 

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