1064nm 대역통과 필터

LIDAR(빛 감지 및 거리 측정)

수신기 광학계에서 태양광과 배경 복사를 필터링하여 레이저의 1064 nm 반환 신호만 검출하는 데 사용됩니다.

권장 광원

수신기가 1064 nm 반사 신호를 필터링하는 이 특정 LIDAR 응용 분야에는 펄스 Nd:YAG 레이저(네오디뮴 도핑 이트륨 알루미늄 가넷)가 권장 광원입니다.

이터븀(Yb) 도핑 파이버 레이저도 유력한 후보입니다. 1064 nm로 조정할 수 있으며 정밀 스캐닝에 적합한 높은 빔 품질을 제공합니다.

레이저 라인 정제

레이저 광원 바로 앞에 사용하여 자연 방출이나 고차 고조파와 같은 “스펙트럼 노이즈”를 제거하고, 출력이 순수한 1064 nm 빔이 되도록 합니다.

권장 광원

1064 nm의 특정 중심 파장에 따라 적합한 광원이 결정됩니다. 이 필터는 다음 광원과 함께 사용해야 합니다:

• Nd:YAG 레이저: 가장 일반적인 광원입니다. 이 고체 레이저는 본래 1064.1 nm에서 방출합니다.
• Yb 도핑 광섬유 레이저(이터븀): 1064 nm에서 방출하도록 조정하거나 설계할 수 있습니다.
• Nd:YVO4 레이저: YAG와 유사한 또 다른 결정 레이저로, 1064 nm에서 방출합니다.
• 1064 nm 레이저 다이오드: 이 파장에 맞게 특별히 제조된 반도체 레이저로, 통신 또는 펌핑 용도에 자주 사용됩니다.

재료 선별

많은 플라스틱이 이 범위에서 고유한 흡수 대역을 가지므로 재활용 공정에서 다양한 종류의 플라스틱을 식별합니다.

권장 광원

• 텅스텐-할로겐(광대역)

입사광: 혼합 플라스틱 흐름에 조사됩니다.

상호 작용:

1. 투명/유색 플라스틱: 1064 nm의 빛을 반사합니다(밝게 보임).
2. 검은색 플라스틱: 1064 nm 광을 흡수하여 어둡게 보입니다.

검출: BP1064-100 필터는 공장 환경의 모든 가시광과 "노이즈"를 차단하여 카메라가 이 고대비 IR 신호만 감지하도록 합니다.

수분 감지

물은 1450 nm 부근의 빛을 강하게 흡수하지만, 건조한 재료와 비교할 때 1064 nm에서 뚜렷한 대비 특성을 보입니다.

권장 광원

BP1064-100 필터를 사용하여 수분을 감지할 경우, 권장 광원은 전용 1064 nm 신호가 필요한지 또는 추후 1450 nm 대역도 활용할 수 있는 다중 스펙트럼 구성이 필요한지에 따라 크게 두 가지 범주로 나뉩니다.

• 광대역 광원(할로겐 또는 텅스텐)

이는 수분 검출 연구 또는 다중 대역 시스템에서 흔히 가장 실용적인 선택입니다.

작동 원리: 할로겐 전구는 매우 많은 양의 근적외선 에너지를 방출하여 1064 nm 대역(기준/대비)과 1450 nm 대역(물 흡수)을 동시에 포함합니다.

이점: 단일 광원을 사용하면서 필터만 교체하면(또는 다중 센서 카메라를 사용하면) 조명을 변경하지 않고도 "건조" 기준 이미지와 "습윤" 흡수 이미지를 모두 확인할 수 있습니다.

• 고출력 IR LED(1050 nm - 1060 nm)

작동 원리: 이 LED는 사용 중인 BP1064 필터의 통과 대역 내에서 방출하도록 조정되어 있습니다.

장점: 할로겐 램프보다 훨씬 낮은 온도로 작동하며 에너지 효율이 높습니다. 어차피 필터로 제거할 가시광선이나 열(파장 >1500 nm)을 방출하는 데 에너지를 낭비하지 않으므로 시스템의 열 잡음을 줄입니다.

• Nd:YAG 레이저(1064 nm)

적합한 이유: 정확히 1064 nm에서 매우 강한 결맞음 빔을 제공합니다.

장점: 움직이는 제품의 동작을 "정지"시킬 수 있도록 최대 신호 강도가 필요한 고속 컨베이어 벨트 또는 장거리 감지에 가장 적합합니다.

사양

• 중심 파장(CWL): 1064 nm(표준 레이저 라인입니다).
• 대역폭 (FWHM): 20 nm (필터는 ~1054 nm부터 1074 nm까지의 빛을 투과시킵니다).
• 차단(OD4): 광학 밀도 4은 1064 nm 통과 대역을 제외한 200–1200 nm 범위(UV, 가시광선 및 NIR)에서 불필요한 빛의 99.99%를 차단한다는 의미입니다.
• 투과(T=80%): 대상 1064 nm 광의 80%을 투과시키며, 이는 협대역 필터로서 높은 효율입니다.

응용 분야: 산업용 레이저 모니터링

고출력 파이버 레이저의 용접 또는 절단 공정을 모니터링하는 센서에 사용되며, 반사된 레이저광을 감지하는 동시에 밝은 가시광 스파크(플라즈마)로부터 센서를 보호합니다.

권장 광원

산업용 레이저 모니터링에 BP1064-20 대역 통과 필터를 사용할 경우, "광원"은 실제로 고출력 가공 레이저 자체입니다.

이 특정 광원을 사용하는 이유와 시스템 구성에서 작동하는 방식을 설명합니다.

• 고출력 이터븀 파이버 레이저 또는 Nd:YAG 레이저.

이 레이저는 금속을 절단하거나 용접하는 데 사용됩니다. 약 1064 nm에서 방출해야 합니다(필터의 통과 대역과 일치).

작동 원리:

1. - 용접부를 "보기" 위한 별도의 조명을 추가하는 대신, 센서는 금속 표면에서 반사되는 절단 레이저 빔의 반사광을 검출합니다.
2. - 신호: 이 반사된 1064 nm 광의 강도와 안정성은 용접 품질에 관한 실시간 데이터(예: 초점이 정확한지 또는 용접부가 소재를 관통했는지)를 제공합니다.

• 필터의 역할: 용접 공정에서는 전체 스펙트럼에 걸쳐 빛을 방출하는 밝고 백열 상태의 스파크(플라스마)가 발생합니다. BP1064-20 필터는 눈부신 가시광 플라스마 빛을 차단하면서 특정 1064 nm 반사 레이저광은 센서로 투과시켜 깨끗한 신호를 보장합니다.

사양

• 중심 파장(CWL): 1064 nm(표준 레이저 라인입니다).
• 대역폭 (FWHM): 20 nm (필터는 ~1054 nm부터 1074 nm까지의 빛을 투과시킵니다).
• 차단(OD4): 광학 밀도 4은 1064 nm 통과 대역을 제외한 200–1200 nm 범위(UV, 가시광선 및 NIR)에서 불필요한 빛의 99.99%를 차단한다는 의미입니다.
• 투과(T=80%): 대상 1064 nm 광의 80%을 투과시키며, 이는 협대역 필터로서 높은 효율입니다.

응용 분야: LIDAR 및 거리 측정

1064 nm는 지형 측량 및 자율주행 차량에 사용되는 고출력 LIDAR(광 검출 및 거리 측정)의 표준 파장입니다. 이 필터는 태양광 노이즈가 반사 신호를 방해하지 않도록 차단합니다.

권장 광원

1064 nm 대역 통과 필터를 사용하는 LIDAR 및 거리 측정 응용 분야에는 펄스 Nd:YAG 레이저를 광원으로 권장합니다.

이것이 표준 선택인 이유를 간략히 설명하면 다음과 같습니다:

• 정밀한 파장 일치: 네오디뮴 도핑 이트륨 알루미늄 가넷(Nd:YAG) 결정은 정확히 1064 nm에서 자연적으로 빛을 방출하므로 필터의 중심 파장과 정확히 일치합니다.
• 높은 펄스 출력: 이 레이저는 에너지가 매우 높은 펄스를 생성할 수 있습니다(Q-switching). 높은 피크 출력은 신호가 산이나 자동차와 같은 표적까지 장거리를 이동한 후 반사되어 센서로 돌아오도록 하는 데 필수적입니다.
• 비가시 빔: 1064 nm 출력은 사람의 눈에 보이지 않으며, 이는 자율주행 차량이나 지형 스캐닝에서 안전성과 비침습적 작동을 구현하는 데 중요합니다.

사양

“BP1064-35”은 여러 광학 제조업체(예: OptoSigma, MidOpt 또는 MOK Optics)에서 사용하는 모델 번호 형식이지만, 코드 자체에는 특정 광학 파라미터가 포함되어 있습니다.

• BP: 대역 통과 필터.
• 1064: 중심 파장(CWL)은 1064 nm(근적외선 / NIR)입니다.
• 35: 반치전폭(FWHM)은 35 nm입니다. 이는 필터가 주로 ~1046.5 nm에서 1081.5 nm 사이의 빛을 투과한다는 의미입니다.
• T=90%: 통과 대역 내 높은 투과율(>90%)로 신호 손실을 최소화합니다.
• OD4 @ 200–1200nm: 이는 광학 밀도 4(빛의 99.99% 차단)이 200–1200 nm 범위 전체에 적용되며, 통과 대역은 제외된다는 의미입니다. 이는 매우 중요한 특성입니다. 모든 UV광, 가시광 및 비관련 IR광에 대해 센서를 사실상 "차단"하여 1064 nm 신호만 통과시킵니다.

응용 분야: 능동형 야간 투시 및 감시

1064 nm 능동 조명을 사용하는 보안 시스템에서는 이 필터를 카메라 렌즈 앞에 장착합니다. 1064 nm는 사람의 눈에 보이지 않고(850 nm LED와 같은 "붉은 빛"도 나타나지 않으므로) 은밀한 감시가 가능합니다. 이 필터는 가시광을 제거하여 자동차 전조등이나 가로등이 화면에 들어와도 이미지가 선명하게 유지되도록 합니다.

권장 광원

• 고출력 1064 nm IR 레이저 조명기(우선 선택)

능동 감시에서는 이 파장에서 레이저 기반 조명기가 표준으로 사용됩니다.

사용하는 이유: 일반적인 실리콘 카메라 센서는 1064 nm에서 감도가 낮습니다. 이를 보완하려면 높은 광도와 장거리 조사 성능을 갖춘 광원이 필요하며, 레이저는 이러한 성능을 LED보다 훨씬 효과적으로 제공합니다.

주요 장점: 일반적인 IR LED에서 나타나는 "붉은 빛" 없이 형태를 조절할 수 있는 결맞음 광빔(장거리용은 좁게, 영역 모니터링용은 넓게)을 방출합니다.

• 1064 nm 고출력 LED 어레이

단거리 실내 응용 분야나 머신 비전 응용 분야에는 특수 LED 어레이를 사용할 수 있습니다.

사용 이유: 일반적으로 레이저 조명기보다 안전하고(비결맞음광) 저렴합니다.

제한 사항: 스펙트럼 대역폭이 더 넓습니다. LED 출력이 필터의 35 nm 통과 대역(1046–1081 nm)을 벗어나 드리프트하지 않도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 조명 출력이 감소합니다.

사양

“BP1064-35”은 여러 광학 제조업체(예: OptoSigma, MidOpt 또는 MOK Optics)에서 사용하는 모델 번호 형식이지만, 코드 자체에는 특정 광학 파라미터가 포함되어 있습니다.

• BP: 대역 통과 필터.
• 1064: 중심 파장(CWL)은 1064 nm(근적외선 / NIR)입니다.
• 35: 반치전폭(FWHM)은 35 nm입니다. 이는 필터가 주로 ~1046.5 nm에서 1081.5 nm 사이의 빛을 투과한다는 의미입니다.
• T=90%: 통과 대역 내 높은 투과율(>90%)로 신호 손실을 최소화합니다.
• OD4 @ 200–1200nm: 이는 광학 밀도 4(빛의 99.99% 차단)이 200–1200 nm 범위 전체에 적용되며, 통과 대역은 제외된다는 의미입니다. 이는 매우 중요한 특성입니다. 모든 UV광, 가시광 및 비관련 IR광에 대해 센서를 사실상 "차단"하여 1064 nm 신호만 통과시킵니다.

응용 분야: 레이저 시스템(Nd:YAG)

1064 nm은 Nd:YAG 레이저의 기본 파장입니다. 이 필터는 레이저 표적 지시, 거리 측정 또는 수신 시스템에서 배경광으로 인한 검출기 포화를 방지하는 데 사용됩니다.

권장 광원

이 필터를 효과적으로 사용하려면 필터의 1046–1081 nm 통과 대역 내에서 에너지를 방출하는 광원을 사용해야 합니다.

• Nd:YAG 레이저(1064 nm): 가장 일반적인 조합입니다. 절단, 용접, 마킹 및 의료 시술에 사용됩니다.
• 1064 nm 레이저 다이오드: 통신, LIDAR 및 센싱에 사용되는 소형 반도체 레이저입니다.
• 고출력 IR LED(1050 nm - 1070 nm): 레이저보다 단색성이 낮지만, 중심 파장이 1060 nm 부근인 고출력 적외선 LED는 머신 비전 및 감시용 조명에 자주 사용됩니다. 참고: 표준 850 nm 또는 940 nm IR LED는 작동하지 않습니다. 이 필터가 해당 LED의 빛을 차단하기 때문입니다(OD4).
• 파이버 레이저(이터븀 도핑): 이 레이저는 일반적으로 1030 nm에서 1100 nm 사이에서 작동합니다. 필터의 35 nm 대역폭은 1064 nm 부근에서 작동하는 여러 표준 파이버 레이저의 출력을 포착하기에 충분히 넓습니다.