컬렉션: 10600nm(CO2) 대역 통과 필터
먼 적외선 스펙트럼에서 방출되는 10600nm 빛은 열 복사에 대한 높은 감도를 제공하며 특정 분자 진동과 독특하게 상호 작용합니다.
- 응용 분야 1: 산업용 가스 분석에서 10600nm 빛을 분리하여 이 파장에서의 독특한 흡수 특성을 활용하여 수증기나 이산화탄소와 같은 미량 가스를 정확하게 감지합니다.
- 응용 분야 2: 혹독한 환경에서 작동하는 열화상 시스템의 경우, 이 필터는 원치 않는 파장을 차단하여 10600nm의 선명한 빛 투과를 보장함으로써 먼 곳이나 가려진 물체의 열 패턴을 더욱 정밀하게 시각화합니다.
- 응용 분야 3: 대기 연구를 위한 원격 감지 분야에서 과학자들은 10600nm의 스펙트럼 데이터를 수집하여 다른 적외선 대역의 간섭을 걸러냄으로써 대기 구성과 온도 프로필을 분석하는 데 도움이 됩니다.
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CO₂ 레이저 보호 및 가스 감지 애플리케이션을 위한 10600nm 필터 선택 가이드
I. CO₂ 레이저 보호 시스템
응용 프로그램 시나리오:
CO₂ 레이저(파장: 10600nm)는 산업용 절삭 및 의료 미용(예: 프랙셔널 레이저 치료)에 널리 사용됩니다. 이러한 경우, 시술자는 레이저로 인한 눈이나 민감한 부품 손상을 방지하기 위해 보안경을 착용하거나 광 경로 차폐 장치를 설치해야 합니다.
필터 구성 요구 사항:
- 중심 파장: CO₂ 레이저 에너지의 목표 흡수 또는 반사를 보장하기 위해 10600nm에 엄격히 맞춰졌습니다.
- 차단 깊이: 10600nm 레이저 방사선에 대해 99.9999% 이상의 감쇠를 제공하고 6 이상의 광학 밀도(OD)를 달성해야 합니다.
- 기판 재료: 10600nm에서 높은 투과율과 높은 레이저 손상 임계값을 위해 게르마늄(Ge) 또는 셀레나이드 아연(ZnSe)을 선택합니다.
- 대역폭: 인접 파장(예: 10500~10700nm)의 누출을 제거하기 위한 좁은 대역폭 설계(예: 10nm).
- 코팅 공정: 하드 코팅 기술(예: 이온빔 보조 증착)을 사용하여 필름 안정성과 긁힘 저항성을 향상시킵니다.
선택 근거:
- 안전: OD6 레벨 감쇠는 레이저 에너지를 안전 임계값 이하로 줄여 작업자를 돌이킬 수 없는 눈 손상으로부터 보호합니다.
- 간섭 저항: 좁은 대역폭은 비대상 파장(예: 10.2μm Er:YAG 레이저)을 제외하여 전용 보호를 보장합니다.
- 내구성: Ge 기판과 단단한 코팅은 산업 환경에서 기계적 충격과 열 응력을 견뎌내어 서비스 수명을 연장합니다.
II. CO₂ 가스 농도 감지
응용 프로그램 시나리오:
환경 모니터링 및 산업 배기가스 분석에서 적외선 흡수 분광법은 CO₂ 농도를 측정하는 데 사용됩니다. CO₂는 10600nm 근처에서 특징적인 흡수 피크를 나타내므로, 이 스펙트럼 신호를 정확하게 추출하려면 필터가 필요합니다.
필터 구성 요구 사항:
- 중심 파장: CO₂ 흡수 피크(10600nm)와 정확하게 정렬되었으며 허용 오차는 ±5nm 이내로 제어됩니다.
- 대역폭: 인접한 수증기(예: 10.3μm)나 다른 가스(예: CH₄) 흡수 대역의 간섭을 피하기 위해 좁은 대역폭 설계(20~50nm)를 적용합니다.
- 투과율: >85%로 감지 감도가 향상되어 저농도 CO₂(ppm 수준)를 식별할 수 있습니다.
- 기판 재료: 낮은 적외선 흡수 계수(<0.01cm⁻¹)를 갖는 실리콘(Si)이나 칼코게나이드 유리(예: Ge-As-Se)를 선택하여 광 손실을 최소화합니다.
- 차단 범위: 10.3μm 수증기 대역을 깊게 차단하여 UV를 11μm까지 커버합니다(OD>2).
선택 근거:
- 감광도: 높은 투과율과 좁은 대역폭이 결합되어 CO₂ 흡수 신호를 증폭시켜 검출 한계를 0.1ppm으로 낮춥니다.
- 소음 면역: 인접 대역의 깊은 차단으로 환경적 간섭(예: 습도 변동)이 제거되어 데이터 정확도가 향상됩니다.
- 환경 안정성: 칼코게나이드 유리 기판은 고온, 고습 조건에서도 광학 성능을 유지하므로 장기간 온라인 모니터링에 적합합니다.
III. 선택을 위한 주요 매개변수 비교
두 애플리케이션 간의 핵심 매개변수 차이점:
- 중심 파장:
두 제품 모두 ±5nm 허용 오차로 10600nm에 대한 엄격한 정렬이 필요합니다.
- 대역폭:
- CO₂ 레이저 보호: 인접 파장 누출을 방지하기 위해 더 좁은 대역폭(10nm)을 사용합니다.
- CO₂ 가스 감지: 신호 추출과 간섭 저항의 균형을 맞추기 위해 적당히 좁은 대역폭(20~50nm)을 사용합니다.
- 차단 깊이:
- 레이저 보호: 고에너지 레이저 빔을 안전하게 감쇠시키는 OD6+.
- 가스 감지: 간섭 대역의 기본 억제를 위한 OD>2(예: 10.3μm 수증기).
- 기판 재료:
- 레이저 보호: 높은 투과율과 레이저 저항성을 위해 Ge/ZnSe를 우선시합니다.
- 가스 감지: 낮은 흡수 손실과 환경 적응성을 위해 Si/칼코게나이드 유리를 우선시합니다.
- 코팅 공정:
두 방법 모두 필름의 내구성을 높이기 위해 하드 코팅 기술(예: 이온빔 보조 증착)을 권장합니다.
고려 사항:
- 진동/열 변동 환경에서는 Si보다 뛰어난 열 안정성을 위해 Ge 기판을 선택하세요.
- 가스 감지의 경우, 다층 필름 설계(예: Fabry-Perot 구조)를 사용하면 더 높은 분해능을 위해 대역폭을 <10nm로 더욱 좁힐 수 있습니다.
이러한 구성을 따르면 10600nm 필터는 레이저 보호 및 가스 감지에서 높은 신뢰성과 정밀성을 달성하여 실제 응용 분야에서 안전 위험과 신호 간섭을 해결합니다.