2025-12-10
스마트폰 화면, 천문망원경으로 촬영된 먼 은하의 사진, 레이저 수술실의 정확한 수술실에서"보이지 않는 기술"이 핵심 역할을 하고 있습니다. 이것은 광학 코팅입니다.그것은 광적 기판의 표면에 특별한 과정을 통해 퇴적되는 초 얇은 물질 층이며, 일반적으로 두께가 나노미터 수준에 불과합니다.하지만 반사선을 정확하게 제어할 수 있습니다., 광학 장치가 성능 병목을 뚫을 수 있도록 광학 장치의 전송, 흡수 및 다른 특성을 통해 광학 코팅 응용 프로그램은 보편적입니다.일상용품에서 최첨단 기술 분야에 이르기까지이 기사에서는 광학적 코팅의 본질을 체계적으로 해석하고 세 가지 핵심 제품에 초점을 맞출 것입니다. AR 반사 필름, HR 고 반사 필름 및 필터,기술적인 수수께끼와 응용 가치를 드러내는.
광학 코팅은 하나의 기술이 아니라 유리, 플라스틱,그리고 금속을 물리적 또는 화학적 방법으로이 기본 원리는 빛의 간섭 현상에 기반합니다. 같은 주파수와 일정한 위상차를 가진 두 개의 빛 빔이 만나면,상호 강화 (건조적 간섭) 또는 약화 (파괴적 간섭) 효과를 발생시킬 것입니다.필름의 재료, 두께 및 층 수를 정확하게 설계함으로써 엔지니어들은 이 원리를 이용하여 빛의 방향 조절을 달성할 수 있습니다.
일반적인 코팅 프로세스는 물리적 증기 퇴적 (PVD) 및 화학 증기 퇴적 (CVD) 이다. 그 중 PVD 프로세스는 진공 증기를 포함하며 가장 널리 사용됩니다.마그네트론 스프터링 및 기타 방법그것은 코팅 물질을 원자화하고 높은 진공 환경에서 기판 표면에 균일하게 퇴적하여 필름의 순수성과 균일성을 보장 할 수 있습니다.CVD 프로세스는 화학 반응으로 필름을 생성하며 특수 기능을 가진 코팅을 준비하는 데 더 적합합니다.어떤 과정을 채택하든 환경 청결, 온도 조절 및 퇴적율에 대한 요구 사항은 매우 높습니다.심지어 가장 작은 오차는 코팅 성능의 실패로 이어질 수 있습니다.
코팅 처리를 거치지 않은 광학 장치는 종종 명백한 결함이 있습니다. 예를 들어, 일반 유리 표면은 약 4~5%의 가시광선을 반사합니다.10개의 렌즈로 구성된 카메라, 반사 손실만으로도 40% 이상의 빛이 센서에 도달하는 것을 막을 수 있으며, 심한 반짝임과 함께 희미한 이미지를 초래합니다.광학 코팅의 출현은 바로 그러한 문제를 해결하기 위해서입니다.이는 광학 장치에 대한 "성능 갑옷"을 착용하는 것과 같으며, 빛의 전파와 활용을 실제 필요에 더 잘 맞추게 합니다.
AR 반사 코팅 (AR Anti-Reflective Coating) 은 일상 생활에 가장 가까운 광학 코팅이다. 그 핵심 기능은 광 표면에 반사되는 빛을 줄이는 동시에 광 전파를 극대화하는 것입니다.우리가 착용하는 근시 안경, 우리의 휴대전화 화면과 카메라 렌즈 거의 모두 그 지원에 의존합니다.
AR 반사 방지 코팅의 작동 원리는 취소 간섭의 전형적인 응용입니다. 일반적으로 단일 또는 다층 다이 일렉트릭 재료로 구성됩니다.그 중 가장 흔한 것은 실리콘 이산화입니다., 마그네슘 플루오라이드 등 엔지니어들은 목표 빛의 파장의 1/4에서 필름 계층의 두께를 정확하게 제어합니다.빛의 일부가 필름 층의 상위 표면에서 반사됩니다., 다른 부분은 필름 층을 침투하고 필름 층과 기판 사이의 인터페이스에서 반사됩니다.이 두 반사된 빛 빔 사이의 광선 경로 차이는 정확히 반 파장입니다, 그리고 그들의 단계는 완전히 반대입니다. 그들이 만나면, 그들은 서로를 취소, 따라서 크게 반사성을 감소합니다.
초기 AR 반사 코팅은 대부분 단층 구조였으며 제한된 응용 범위로 특정 파장에서만 반사 효과를 얻을 수있었습니다.현대 AR 반사 필름은 다층 복합 구조로 발전했습니다.서로 다른 재료와 두께의 필름 층을 겹쳐서반사성은 1% 미만으로 줄일 수 있으며 가시광선 스펙트럼 전체 (400-700nm) 에서 광전도율은 95% 이상으로 증가할 수 있습니다.일부 고급 AR 필름은 또한 반사를 줄일 수있을뿐만 아니라 지문과 얼룩을 방지 할 수있는 수소 혐오성 및 기름 혐오성 층을 추가합니다.스마트폰 화면에 대한 "표준"기술이 되고.
AR 반사 필름의 가치는 다양한 분야에서 충분히 입증되었습니다.태양 전지판 표면의 AR 필름은 빛의 투명성을 5%에서 10% 증가시킬 수 있습니다., 직접적으로 발전의 효율성을 향상시키는 것으로 나타납니다. 이것은 새로운 에너지의 활용에 매우 중요합니다.항공기 앞창의 AR 필름은 조종사의 시력에 태양광 반사 방해를 줄이고 비행 안전을 향상시킬 수 있습니다.의료 장비에서, 엔도스코프 렌즈에 있는 AR 필름은 의사들이 더 명확한 내부 이미지를 얻을 수 있게 하고, 정확한 진단에 대한 보장을 제공한다.
AR 반사 코팅의 반사 기능과 달리 HR 고 반사 코팅의 핵심 역할은 광 표면의 반사성을 극대화하는 것입니다.심지어 99% 이상의 반사 효과를 얻을 수 있습니다., 일반 금속 거울의 반사 능력을 훨씬 초과합니다. 따라서 정확한 빛 반사를 요구하는 시나리오에서 널리 사용됩니다.
HR 고 반사 필름의 작동 원리는 상호 간섭에 기반합니다.그리고 그 구조는 보통 "고 굴절 지수 물질 + 낮은 굴절 지수 물질"의 교대 중복입니다.빛은 필름 계층 시스템에 빛을 비추면 각 계층에서 반사되는 빛은 일관성 단계로 인해 서로를 강화하여 매우 강한 반사 효과를 형성합니다.필름 계층의 수는 반사 성능을 직접적으로 결정합니다. 약 10 층의 필름 시스템이 95% 이상의 반사율을 달성 할 수 있습니다., 30층 이상의 고정밀 필름 시스템은 99.9%를 초과 할 수 있습니다. 알루미늄 필름과 은 필름과 같은 전통적인 금속 반사 층에 비해,HR 고 반사성 필름은 더 높은 반사성을 가지고있을뿐만 아니라 쉽게 산화 및 빛 에너지 흡수와 같은 금속 재료의 결함을 피합니다.특히 적외선과 자외선에서 잘 작동합니다.
레이저 기술은 HR 고반사성 필름의 핵심 응용 시나리오입니다.레이저의 공명 구멍은 반사 반사 및 빛의 증폭을 달성하기 위해 고 반사 거울의 쌍을 필요로 합니다거울 중 하나는 거의 100% 반사 효과를 얻기 위해 HR 고 반사 필름을 사용하지만 다른 하나는 레이저 빔을 내보내는 부분 반사 필름을 사용합니다.HR 고 반사성 필름의 정확한 제어없이, 레이저는 안정적인 에너지 출력을 형성할 수 없으며 산업 절단, 의료 레이저, 리더와 같은 기술은 모두 문제가 될 것입니다.
천문학 관측 분야에서도 HR 고 반사 필름은 필수적입니다. 허블 우주 망원경의 주요 거울은 다층 HR 필름 시스템을 채택합니다.멀리 있는 천체의 희미한 빛을 효율적으로 반사할 수 있고 수십억 광년 떨어진 은하의 사진을 찍는 데 도움을 줄 수 있습니다.조명 분야에서, LED 램프의 반사 컵이 HR 코팅으로 처리 된 후, 그들은 빛을 집중시키고 특정 방향으로 방출 할 수 있습니다.조명 효율을 크게 향상시키고 에너지 낭비를 줄이는 것또한 프로젝터와 무대 조명과 같은 장비에서 HR 고 반사성 필름은 또한 빛을 안내하는 데 중요한 역할을합니다.
만약 AR 필름과 HR 필름이 빛의 "종합적인 규제"라면그러면 필터는 빛의 "정확한 필터"입니다. 다른 파장의 빛을 차단하면서 특정 파장의 빛을 선택적으로 통과시킬 수 있습니다., 따라서 다양한 시나리오에서 빛 신호 추출의 요구를 충족합니다. 다른 스크리닝 방법에 따라 필터는 흡수 유형으로 분류 될 수 있습니다.간섭 유형 및 양극화 유형그 중에서도 간섭형 필터는 높은 정확성과 안정적인 성능으로 인해 산업용 애플리케이션에서 주류가되었습니다.
간섭 필터의 작동 원리는 빛의 간섭 현상을 기반으로 AR 및 HR 필름과 유사하지만 구조는 더 복잡합니다.그것은 수십 개 또는 심지어 수백 개의 다이 일렉트릭 필름 층을 겹쳐서 다양한 파장의 빛의 건설적이고 파괴적인 간섭을 정확하게 제어합니다., 이를 통해 목표 파장의 "해방"과 방해 파장의 "절차"를 달성합니다. 예를 들어,일반적인 좁은 대역 필터는 특정 파장 (예를 들어 650nm 빨간 빛) 만 통과 할 수 있습니다., 광학 시스템에 "모노크로마틱 안경"을 설치하는 것과 동등한 몇 나노미터 내에서 제어되는 대역폭으로
디지털 영상 촬영 분야에서 필터는 색상 촬영의 핵심입니다. 스마트 폰과 카메라의 이미지 센서 자체는 다른 빛의 색상을 구별할 수 없습니다.이것은 센서의 표면을 덮는 색 필터 배열 (CFA) 을 통해 달성해야합니다. 이 배열은 많은 적색으로 구성됩니다., 녹색, 그리고 파란색 필터 단위, 각각 대응 파장의 빛을 스크린하고 알고리즘을 통해 컬러 이미지를 합성합니다.카메라 렌즈 에 흔히 사용 되는 자외선 필터 는 자외선 을 차단 하고 이미지 가 안개 가 되는 것 을 방지 할 수 있다적외선 차단 필터는 색상 재생의 정확성을 보장하기 위해 적외선을 필터 할 수 있습니다.
의료 진단 분야에서 필터의 정확한 검사 능력은 결정적인 역할을 합니다.혈당 검출기는 특정 파장의 필터를 통해 혈중 포도당과 시험 반응물의 반응으로 생성되는 빛 신호를 식별 할 수 있습니다., 따라서 혈당 수치를 빠르게 측정 할 수 있습니다. 형광 현미경은 자극 빛과 형광 신호를 분리하는 필터를 사용합니다.연구자들이 세포 내부에서 형광로 표시된 물질을 명확하게 관찰할 수 있도록환경 모니터링에서,가스 탐지 장치는 필터를 통해 대상 가스의 특징적인 흡수 파장을 필터링하여 공기 중의 오염 물질의 농도를 정확하게 감지할 수 있습니다.보안 분야에서 적외선 필터는 야간 시야 카메라와 함께 어두운 환경에서 명확한 적외선 이미지를 캡처 할 수 있습니다.
기술 발전에 따라 광학 코팅 기술은 "더 얇고, 더 똑똑하고, 더 다면적"이라는 방향으로 움직이고 있습니다. 유연한 전자 분야에서,초느다란 유연 코팅 기술은 획기적인 발전을 이룩했으며 접이식 화면 휴대 전화의 유연한 유리에 적용될 수 있습니다.그것은 반 전송 및 반 스크래치 성능을 유지뿐만 아니라 반복 구부리기에 적응 할 수 있습니다.전기색 코팅과 열색 코팅과 같은 새로운 제품이 등장했습니다.그들은 외부 신호에 따라 빛 전달량이나 반사량을 동적으로 조정할 수 있으며 스마트 자동차 윈도우와 적응 안경과 같은 시나리오에 적용 될 수 있습니다.
한편, 극한 환경 응용 분야에서는 광학 코팅의 성능도 지속적으로 향상되고 있습니다.화성 탐사선의 광학 장비에 방사선과 고온에 저항하는 특수 코팅이 적용되었습니다.심해 탐사에서 고압 저항성 및 부식 저항성 코팅은 수중 카메라의 안정적인 작동을 보장합니다.그래핀과 2차원 물질을 기반으로 한 새로운 코팅은 연구의 뜨거운 장소가 되고 있습니다., 더 나은 광학 성능을 달성하고 더 넓은 응용 시나리오를 달성 할 것으로 예상됩니다.
일상 생활에서 최첨단 기술에 이르기까지, 광학 코팅은 정확한 빛 조절 능력으로 현대 광학 기술의 핵심 지원이 되었습니다.반사 방지 필름 은 우리 의 시야 를 더 명확 하게 한다, HR 고 반사 필름은 빛의 활용을 더 효율적으로 만들고 필터는 빛 신호의 추출을 더 정확하게합니다.이 "보이지 않는 영화"는 더 많은 분야에서 가치를 창출하고 인류가 빛의 세계를 탐험할 수 있는 더 강력한 도구를 제공할 것입니다..
