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광학 밀도(OD)는 감쇠를 로그 방식으로 표현한 것입니다. 투과율은 10의 음의 OD 제곱과 같으므로, OD 1은 10%를 통과시키고, OD 2은 1%를 통과시키며, OD 3은 0.1%를 통과시킵니다. 필요한 정확한 투과율을 먼저 결정하고 이를 OD로 변환한 다음, 공칭 밀도가 해당 값과 일치하거나 약간 초과하는 필터를 선택하십시오. 광대역 작업의 경우 금속 코팅된 용융 실리카 ND 필터는 흡수 유리의 스펙트럼 이동 없이 균일한 감쇠를 제공합니다.

광학 밀도의 배후 수학

광학 밀도는 OD = -log10(T)로 정의되며, 여기서 T는 투과된 빛의 비율입니다. 이 로그 스케일은 OD 1 단위가 강도의 10분의 1 감소를 나타내므로 편리합니다. 예를 들어, OD 0.3는 약 50%를 투과시키고, OD 1는 10%를 투과시키며, OD 2는 1%를 투과시키고, OD 3는 0.1%를 투과시킵니다. 반대로, T = 10^(-OD)입니다. 이 관계는 정확하며 파장에 독립적이므로 OD는 포토닉스, 사진, 레이저 안전 분야에서 널리 사용됩니다.

흔한 실수는 OD를 투과율과 혼동하거나 OD 값이 선형적으로 더해진다고 가정하는 것입니다. 실제로 OD 1와 OD 2의 두 필터를 겹치면 결합 OD는 3 (투과율 0.1%)가 됩니다. 투과율이 곱해지기 때문입니다: 0.1 × 0.01 = 0.001. 정밀한 감쇠가 필요할 때는 OD 숫자를 직접 더하는 대신 투과율의 곱을 계산하세요. 다만 필터가 동일한 경우 OD를 더하는 것이 유용한 지름길입니다.

광학 밀도와 투과율은 자주 혼동되는 부분입니다. 높은 OD는 낮은 투과율을 의미한다는 점을 기억하세요. 사양에 'OD 4'이라고 명시되어 있다면 이는 0.01% 투과율을 의미하며, 레이저 안전이나 산란광 차단에 자주 사용됩니다. 필터의 OD가 특정 파장에서 지정되었는지, 아니면 범위에 걸쳐 평균화되었는지 항상 확인하세요. 금속 필터와 흡수 필터는 스펙트럼 전반에서 다르게 작동하기 때문입니다.

금속 ND 필터와 흡수 ND 필터 중 선택

메탈릭 중성 밀도 필터는 인코넬과 같은 얇은 금속 합금막을 기판 위에 사용합니다. 금속이 파장 의존적 흡수에 의존하지 않고 광범위하게 흡수 및 반사하기 때문에 자외선에서 적외선에 이르는 넓은 스펙트럼 범위에서 균일한 감쇠를 제공합니다. Esco Optics는 용융 실리카 또는 N-BK7 유리 위에 금속 코팅된 필터를 제공합니다. 용융 실리카는 N-BK7보다 더 깊은 UV 영역까지 투과를 확장하고 더 높은 온도를 견딥니다.

흡수 유리 필터(Esco Optics에서 제공하지 않음)는 저렴하기 때문에 사진 촬영에 자주 사용되지만, 색상 변화를 일으키거나 넓은 스펙트럼에서 진정으로 중성적이지 않을 수 있습니다. 레이저 응용 분야에서는 메탈릭 ND 필터가 일반적으로 선호되는데, 이는 레이저 손상에 더 강하고 시간이 지나도 밀도를 유지하기 때문입니다. 단점은 메탈릭 필터가 차단된 빛의 상당 부분을 반사하여 역반사를 일으킬 수 있다는 점입니다. 필터를 약간 기울이거나 빔 덤프를 사용해야 할 수도 있습니다.

금속 ND 필터를 선택할 때 기판 재질을 확인하세요. 용융 실리카는 UV 또는 고출력 애플리케이션에 이상적이며, N-BK7는 가시광선 작업에 비용 효율적인 선택입니다. Esco의 금속 코팅 필터는 공칭 밀도 0.1에서 4.0까지 제공되며, 재질과 밀도를 옵션으로 선택할 수 있습니다. 필터의 유효 구경과 두께가 마운트에 맞는지 항상 확인하고, 마운트형 또는 비마운트형 필터가 필요한지 고려하세요.

단계별: ND 필터 계산 및 선택 방법

  1. 필요한 투과율을 정의하세요: 통과시켜야 하는 빛의 정확한 비율을 결정합니다. 예를 들어, 100 mW 빔을 1 mW로 줄이려면 T = 0.01(1%)가 필요합니다. 필터를 살펴보기 전에 이 숫자를 적어 두세요. 체크포인트: 투과율(%) 또는 광학 밀도(OD) 중 어떤 단위로 작업하고 있나요? 혼동을 피하기 위해 먼저 투과율로 변환하세요.
  2. 투과율을 광학 밀도로 변환: 공식 OD = -log10(T)를 사용합니다. T = 0.01인 경우 OD = 2입니다. T = 0.5인 경우 OD = 0.3입니다. 비표준 값이 필요한 경우 가장 가까운 정수로 반올림하지 말고 정확하게 계산하세요. 피해야 할 실수: OD와 투과율이 선형 관계라고 가정하는 것입니다. 실제로는 로그 관계이므로 작은 OD 변화가 큰 투과율 차이를 의미할 수 있습니다.
  3. 사용 가능한 공칭 밀도에 맞추기: Esco Optics 메탈릭 ND 필터는 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.3, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0와 같은 공칭 밀도로 제공됩니다. 계산된 OD에 가장 가까운 밀도를 선택하세요. 정확한 투과율이 중요한 경우 두 필터를 겹쳐서 전체 OD를 미세 조정할 수 있습니다. 확인 사항: 필터의 지정된 OD 공차를 검증하세요—공칭 밀도는 ±5% 이상 변할 수 있습니다.
  4. 기판 재료를 선택하세요: UV( 400 nm 미만) 또는 고출력 레이저 사용에는 용융 실리카를, 비용이 우선인 가시광선 응용 분야에는 N-BK7를 선택하세요. Esco의 금속 ND 필터는 두 기판 모두에서 사용할 수 있습니다. 피해야 할 실수: UV 작업에 N-BK7를 사용하는 것—350 nm 미만을 흡수하고 형광을 발하여 성능을 저하시킬 수 있습니다.
  5. 크기와 장착 확인: 광학 마운트에 대해 필터 직경과 두께를 확인하세요. Esco는 표준 크기를 제공합니다. 맞춤 크기가 필요하면 제조업체에 문의하세요. 빔에 대해 유효 구경이 충분히 큰지 확인하세요. 체크포인트: 여유를 두세요—빔이 20 mm인 경우, 25 mm 필터는 측면당 2.5 mm의 여유만 제공합니다.
  6. 감쇠를 테스트하고 확인하세요: 필터를 설치한 후 보정된 검출기로 실제 투과 전력을 측정하십시오. 환경 요인, 입사각, 빔 편광은 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 필터를 기울이거나 다른 밀도를 선택하여 필요에 따라 조정하십시오. 피해야 할 실수: 필터가 사양대로 정확히 작동할 것이라고 가정하지 마십시오—실제 설정에서 항상 확인하십시오.

제품 정보

  • 필터, 금속, 코팅, 중성 밀도, 용융 실리카: 금속 코팅 중립 밀도 필터는 정밀 인코넬 코팅이 적용된 용융 실리카 기판을 사용하여 넓은 스펙트럼 범위에서 균일한 감쇠를 제공합니다. 용융 실리카는 N-BK7보다 우수한 UV 투과율과 열 안정성을 제공하므로 일관된 밀도가 중요한 광대역 또는 고출력 애플리케이션에 적합합니다.
  • 용융 실리카 정밀 품질 평면 미러, UV 강화 알루미늄: UV 강화 알루미늄 코팅이 적용된 용융 실리카 정밀 품질 평면 미러는 250-450 nm 범위에서 Ravg > 90%의 반사율을 제공하며, 85% 조리개에 대해 1/10 파장 표면 정밀도와 40/20 스크래치/디그로 연마됩니다. 감쇠된 빔의 방향을 변경해야 하는 설정에서 이 미러는 파면 품질과 UV 반사율을 유지하여 레이저 경로에서 금속 ND 필터를 보완합니다.