광학 밀도(OD)는 빛이 광학 부품을 통과할 때의 감쇠(차단) 정도를 정량화하는 데 사용되는 로그 단위입니다. 광학 필터와 보안경에서는 재료가 대역 외 파장을 얼마나 효과적으로 차단하거나 제거하는지를 나타내는 표준 지표입니다.
OD는 로그 척도이므로 고성능 차단을 다룰 때 투과율 백분율보다 훨씬 쉽게 판독하고 전달할 수 있습니다(예: "OD 6"와 "0.000001%").
공식
광학 밀도는 광학 소자의 투과율(T)을 기준으로 계산되며, T는 0과 1 사이의 값입니다.
OD = -log10(T)
- OD에서 투과율을 구하려면: T = 10-OD
OD와 투과율 비교표
광학 밀도가 조금만 증가해도 투과하는 광량은 크게 감소합니다.
| 광학 밀도(OD) | 투과율(%) | 감쇠 계수 | 일반적인 응용 분야 |
| OD 0 | 100% | 1 | 투명 유리(근사값) |
| OD 1 | 10% | 10 | 선글라스 / ND 필터 |
| OD 2 | 1% | 100 | 일반적인 광량 감소 |
| OD 3 | 0.10% | 1,000 | 레이저 안전(저출력) |
| OD 4 | 0.01% | 10,000 | 형광 여기 필터 |
| OD 5 | 0.00% | 100,000 | 고성능 레이저 차단 |
| OD 6 | 0.00% | 1,000,000 | 라만 분광법 / 안전 |
주요 특성
- 로그 스케일: OD를 사용하면 엔지니어가 0의 개수를 세지 않고도 차단 성능의 큰 차이를 쉽게 비교할 수 있습니다(예: OD 4와 OD 6).
- 가산성: 여러 흡수형 필터를 겹쳐 사용할 때는 각 필터의 OD 값을 더하여 전체 차단 성능을 추정할 수 있는 경우가 많습니다. 예를 들어 OD 1 필터와 OD 2 필터를 겹치면 전체 시스템 차단 성능은 OD 3(투과율 0.1%)이 됩니다.
실용 예시: 레이저 안전
OD의 가장 일반적인 용도 중 하나는 레이저 보안경의 사양을 지정하는 것입니다.
- 상황: 출력이 532 nm(녹색) 레이저이며 출력 파워는 100 mW(밀리와트)입니다. 이는 즉각적인 눈 손상을 일으킬 만큼 강력합니다.
- 구성품: 532 nm에 대해 OD 3 등급의 보안경.
-
계산:
- OD 3은 투과율 10-3 (또는 0.001)에 해당합니다.
- 100 mW(입력) × 0.001 = 0.1 mW(출력)
- 결과: 보안경은 레이저광의 99.9%을 차단하여 출력을 0.1 mW로 낮추며, 이는 일반적으로 우발적인 순간 노출에 안전한 수준입니다.