금속 미러 코팅
AR 코팅과 마찬가지로 금속 미러 코팅도 서로 다른 대역의 스펙트럼을 위해 설계되었습니다. Edmund Optics®는 250nm부터 10μm 이상의 범위까지에 이르는 파장을 이용하는 용도를 위한 높은 반사율 값을 제공할 수 있는 보호용 금속 코팅 제품군을 공급합니다. 당사의 표준 금속 미러 코팅에는 Protected Aluminum, Enhanced Aluminum, UV Enhanced Aluminum, Protected Gold 및 Protected Silver가 포함되어 있습니다. Protected Aluminum 및 Enhanced Aluminum은 보통 VIS 용도로 사용됩니다. UV Enhanced Aluminum은 UV 및 VIS 용도로 사용할 수 있습니다. Protected Gold는 IR 및 NIR 파장에 대해 높은 반사율을 제공합니다. Protected Silver는 500-800nm 대역에서 가장 높은 반사율을 제공하지만 변색에 민감해 rear surface reflector로 가장 적합합니다.
FIRST SURFACE 및 SECOND SURFACE MIRRORS 소개
그림 1: First Surface Mirror
그림 2: Second Surface Mirror
Edmund Optics®는 당사의 표준 금속 미러 코팅, laser line coatings 기술뿐 아니라 custom broadband, narrowband, single laser line, dual laser line 및 laser line beamsplitter coatings 기술로 코팅된 다양한 mirror substrates 및 geometries를 공급합니다. 당사의 모든 미러 제품들은 그림 1에서와 같이 glass substrate의 한 면에 금속 또는 multi-layer dielectric을 증착한 높은 반사율의 코팅 처리가 되어 있는 first surface mirrors입니다 (일부 metal substrate mirror 제품군도 공급함). 이와 대조적으로 그림 2의 second surface mirrors는 first surface mirrors와 동일한 방식으로 제작되지만 은이 도금된 코팅면에 보호를 위해 별도의 cover glass가 덮여 있습니다. 이 cover glass는 coating layer가 긁히거나 산화되지 않도록 보호합니다. Edmund Optics는 다음과 같은 이유로 second surface mirrors보다 first surface mirrors 사용을 권장합니다 (그림 2).
- Second surface mirror의 입사광이 cover glass에서의 반사로 인해 분산될 수 있습니다. 유리는 빛을 분산시키는 경향이 있어 파장에 따라 빛이 다른 각도로 굴절됩니다.
- Cover glass에서의 Fresnel reflections으로 인해 반사광은 빨간색 점선으로 표시된 ghost images를 만듭니다.
- 각 표면에서 약 4%의 reflection loss를 유발하는 Fresnel reflections으로 인해 second surface mirror를 이용하면 반사 효율이 감소합니다.
STANDARD METALLIC MIRROR COATING SPECIFICATIONS
Protected Aluminum
Protected Aluminum은 VIS 및 NIR에서의 용도로 가장 인기 있는 mirror coating입니다. 섬세한 알루미늄을 보호하기 위한 overcoat로 반파장 두께의 Silicon Monoxide (SiO)가 사용됩니다. 이 처리는 알루미늄의 성능은 유지하면서 표면의 내마모성을 높여 줍니다.
Enhanced Aluminum 및 UV Enhanced Aluminum
VIS 또는 UV 영역에서의 반사율을 높이기 위해 알루미늄 위에 multi-layer film of dielectrics를 사용합니다. Enhanced Aluminum은 400nm-650nm 대역에서 높은 반사율이 필요한 용도에 매우 적합하며, UV Enhanced Aluminum은 250nm-400nm 대역에서 반사율이 높아집니다. multi-layer film은 protected aluminum coating의 처리 특성을 제공합니다.
Protected Gold
Protected Gold는 IR 및 NIR 영역에서 높은 반사율이 필요한 용도에 효과적입니다. 처리 목적상 내구성 있는 코팅이 필수이기 때문에 금을 도금한 뒤 Silicon Monoxide를 오버코팅합니다. 보다 내구성 있는 마감 처리를 제공하면서 금의 성능 (750nm-1500nm 영역에서 96% 반사율)이 유지됩니다.
Protected Silver
Protected Silver 기술은 VIS 및 IR 영역에서 탁월한 반사율을 제공해 여러 스펙트럼에 걸친 광대역 용도에 매우 적합합니다. 은은 500-800nm 대역에서 98%를 초과하는 반사율을 제공합니다. protective coating은 은의 변색 가능성을 줄임과 동시에 낮은 습도 환경에 매우 적합합니다.
그림 3: 금속 미러 코팅 반사율 곡선 - 이론적인 반사율은 10μm까지 점진적으로 증가함
| 표 1: 금속 미러 코팅 정보 | |||
|---|---|---|---|
| Name | Wavelength Range | Reflection Specifications | Typical Energy Density Limit |
| VUV Enhanced Aluminum | 120-125nm | Ravg >78% | |
| 120-700nm | Ravg >88% | ||
| DUV Enhanced Aluminum | 190-195nm | Ravg >88% | |
| 190-600nm | Ravg >85% | ||
| UV Enhanced Aluminum | 250-450nm | Ravg >89% | 0.5 J/cm2 @ 355nm, 10ns |
| 250-700nm | Ravg >85% | ||
| Protected Aluminum | 400-700nm | Ravg >85% | 0.3 J/cm2 @ 532nm & 1064nm, 10ns |
| 400-2000nm | Ravg >90% | ||
| Enhanced Aluminum | 450-650nm | Ravg >95% | 0.2 J/cm2 @ 532nm, 10ns |
| Protected Silver | 450-2000nm | Ravg >98% | 0.5 J/cm2 @ 532nm & 1064nm, 10ns |
| 2000-10000nm | Ravg >98% | ||
| Ultrafast Enhanced Silver | 600-1000nm | Ravg >96% | 0.3 J/cm2 @ 532nm & 1064nm, 10ns |
| Protected Gold | 700-2000nm | Ravg >96% | 0.8 J/cm2 @ 1064nm, 10ns |
| 2000-10000nm | Ravg >96% | ||
| Bare Gold | 700-800nm | Ravg >94% | |
| 800-20000nm | Ravg >97% | ||
| 2000-12000nm | Ravg >98% | ||
그림 4: Typical Reflectance Curves for Metallic Mirror
맞춤형 미러 코팅 가능
Edmund Optics®는 mirrors, beamsplitters, windows 및 기타 광학 부품의 레이저 코팅에 있어 선두를 달리는 설계 및 제조업체입니다. 당사는 여러 곳의 연구소와 협력해 레이저 손상에 대한 코팅의 내구성을 독립적으로 검증하고 있습니다. 지정된 모든 damage threshold 값은 정확한 결과값을 보장하기 위해 여러 차례에 걸친 코팅 테스트를 통해 확보했습니다. 지정된 값은 낮춰 잡은 것으로 일반적인 데이터를 보면 당사의 미러는 지정된 한계치보다 2-3배 더 높은 수준까지 견딜 수 있습니다.
당사는 broadband tunable laser sources뿐 아니라 단일 또는 다중 laser lines용 코팅을 설계 및 생산할 수 있습니다. 입사각이나 편광 상태에 전혀 관계 없이 partial reflectors, output couplers, etalons용 코팅 설계도 가능합니다. 세계적 수준의 당사 생산 시설은 모든 종류의 유리와 대부분의 crystalline substrates에서 λ/20 미만의 surface accuracies, 10-5의 surface qualities, 0.5 arcseconds 미만의 parallelism, 그리고 5 Angstroms 미만의 surface roughness를 갖는 substrate을 생산할 수 있습니다. 당사는 또한 프로토타입 또는 양산용으로 고객이 제공한 substrates을 코팅할 수도 있습니다.
High-power 용도를 위해 코팅 디자이너들은 본질적으로 관련 파장에서 흡수율이 낮은 소재를 선택합니다. 하지만 고객은 high-power 용도에 사용할 수 있는 코팅 소재가 제한적이라는 점도 알아야 합니다. 시스템 디자이너는 광학 디자인 프로세스 초기부터 적절한 damage thresholds를 가진 광학 부품용으로 설계하기 위해 노력합니다.
High-power UV lasers와 사용하기 위한 코팅은 VIS 및 NIR에 사용하기 위한 코팅과는 다른 소재로 만들어집니다. 고반사율 코팅의 핵심 구조는 주로 고굴절률 및 저굴절률 레이어를 각각 ¼ 파장 두께씩 반복해서 쌓는 것입니다. 코팅 설계에 따라 damage threshold가 크게 바뀔 수 있습니다. 최종 레이어로 저굴절률 소재 (일반적으로 silicon dioxide)를 반파장 두께로 추가하기만 하면 적당히 높은 damage threshold를 얻을 수 있습니다. Silicon dioxide (SiO2)는 널리 사용되는 저굴절율 레이어용 소재로 어디서나 사용되고 있고, dielectric metal oxides는 일반적으로 UV, VIS, 그리고 NIR 레이저 용도로 많이 사용됩니다. 고굴절률 레이어용 소재 선택은 간단한 문제가 아닙니다. titanium, tantalum, zirconium, hafnium, scandium, 그리고 niobium 산화물 모두가 널리 사용되는 고굴절률 소재입니다.
BBHR and NBHR (Notch Filter)
- VIS 광대역: Ravg>98%, 425-675nm, 0-45° AOI
- Notch Filter: Center Wavelength (CWL)에서 R>90%, FWHM<0.12 CWL, Out of Band Wavelengths의 경우 Tavg>90%
- 300-1800nm (BBHR) 및 350-850nm (Notch) 사이의 파장에 대해 맞춤 코팅 이용 가능
그림 5: Broadband and Narrow Band High Reflectors
Single 및 Dual Laser Line Reflector
- 190-3000nm (Single Line) 또는 350-1700nm (Dual Line) 사이에서 고객이 선택한 1개 또는 2개의 파장에서 최대 반사율 제공
- Single Line: 설계 파장에서 R>99.5%
- Dual Line: 양쪽 Wavelengths of Interest에서 R>98.5%
그림 6: Dual Laser Line Reflector
Laser Line Beamsplitter
- 고객 요구사항에 따라 5%-95%R 사이의 부분 반사율
- 반사율 규격: R%=±2%; 보통: R%=±1%
- 45°, Random 및 Non-polarizing 버전
- 설계 파장 250-3000nm
그림 7: Laser Line Beamsplitter Coatings
Note: All graphs and values are typical and for reference only.
| Edmund Optics Products – Standard metallic mirror coatings are available on the following optics: | |||
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미러 |
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