액정 조정 필터

Liquid crystal tunable filter
제어 및 전원용 집적회로(왼쪽)를 갖춘 2014년 경의 LCTF 또는 별도의 전자 장치 컨트롤러 박스와 두꺼운 차폐 케이블(오른쪽)을 갖춘 구형 모델.

액정조절필터(LCTF)는 전자제어 액정(LC) 소자를 사용하여 선택 가능한 파장을 전송하고 다른 파장을 제외하는 광학필터입니다.대부분의 경우 기본 작동 원리는 Lyot 필터에 기반하지만 다른 많은 [1]설계를 사용할 수 있습니다.원래의 Lyot 필터와 가장 큰 차이점은 고정 파형 플레이트가 전환 가능한 액정 파형 플레이트로 대체된다는 것입니다.

광학계

LCTF를 사용하면, 고화질을 실현해, 광학 시스템의 설계나 소프트웨어 제어에 관해서 비교적 간단하게 통합할 수 있습니다.다만, 복수의 편광 소자를 사용하고 있기 때문에, 종래의 고정 파장 광학 필터에 비해 낮은 피크 투과치를 발한다.밴드 패스가 넓으면 필터를 통과하는 빛이 많아지기 때문에 경우에 따라서는 넓은 밴드 패스 설계를 사용하여 이 문제를 완화할 수 있습니다.일부 LCTF는 빨강, 초록, 파랑(RGB) 색 등 제한된 수의 고정 파장에 맞게 조정되도록 설계되었으며, 다른 LCTF는 가시 스펙트럼 또는 근적외선 스펙트럼 등 광범위한 파장에 걸쳐 400~2450 nm의 전류 한계까지 소량씩 조정할 수 있습니다.LCTF의 튜닝 속도는 제조원 및 설계에 따라 다르지만 일반적으로 수십 밀리초이며, 주로 액정 소자의 스위칭 속도에 따라 결정됩니다.온도가 높아지면 액정 재료의 분자가 스스로 정렬하고 필터가 특정 파장에 맞춰 튜닝하는 전이 시간을 단축할 수 있다.온도가 낮을수록 액정 재료의 점도가 높아지고 필터의 튜닝 시간이 한 파장에서 다른 파장으로 증가합니다.

최근 소형화된 전자 드라이버 회로의 발전으로 LCTF 인클로저의 크기 요구사항이 줄어들었으며 큰 조리개 사이즈는 희생되지 않았습니다.또한 신소재로 인해 유효 파장 범위가 2450 [2]nm까지 확장되었습니다.

이미징

LCTF는 높은 영상 품질과 넓은 스펙트럼 [3][4][5]범위에서 빠르게 조정되기 때문에 멀티 스펙트럼 이미징 또는 하이퍼 스펙트럼 이미징 시스템에 자주 사용됩니다.천문학 어플리케이션과 같이 [6]필요한 파장 범위가 단일 필터의 능력을 초과할 경우 별도의 이미징 경로에 있는 여러 LCTF를 광학 설계에 사용할 수 있습니다.

LCTF는 항공우주 [5][7]이미징에 사용되고 있습니다.콤팩트하지만 고성능 과학 디지털 이미징 카메라와 산업용 및 군사용 기기(다분광 및 고해상도 컬러 이미징 시스템)[8]에 통합되어 있습니다.LCTF는 긴 수명을 가질 수 있으며, 보통 최소 45년까지 지속됩니다.필터 열화를 일으킬 수 있는 환경적 요인으로는 고열 및 습도, 열 및/또는 기계적 충격(대부분은 아니지만 LCTF는 표준 윈도우 글라스를 주요 기재로 사용) 및 일부 재료를 광표백할 수 있는 자외선 등의 고광자 에너지 장시간 노출이 있습니다.ed 를 눌러 필터를 구성합니다.

음향 광학 조절 필터

또 다른 유형의 고체 조정 필터는 음향 광학 변조기의 원리에 기초한 음향 광학 조정 필터(AOTF)입니다.LCTF에 비해 AOTF는 훨씬 빠른 튜닝 속도(마이크로초 대 밀리초)와 넓은 파장 범위를 실현합니다.그러나 음파의 음향광학적 효과에 의존하여 빛의 주파수를 회절 및 이동시키기 때문에 촬상 품질이 상대적으로 떨어지고 광학 설계 요건이 더 엄격하다.실제로 LCTF는 고해상도 이미징 센서에서 회절 제한 이미징이 가능합니다.AOTF는 최대 35mm의 작동 개구 크기를 가질 수 있고 정상에서 [9][10]7도 이상의 각도로 필터를 통과하는 광선이 있는 위치에 배치될 수 있는 LCTF에 비해 입구가 작고 수용 각도 사양이 좁습니다.

「 」를 참조해 주세요.

참조

  1. ^ Beeckman, J; Neyts, K & Vanbrabant, P (2011). "Liquid-Crystal Photonic Applications". Optical Engineering. 50 (081202): 081202–081202–17. Bibcode:2011OptEn..50h1202B. doi:10.1117/1.3565046. hdl:1854/LU-1265564.
  2. ^ "Liquid Crystal Tunable Bandpass Filters". www.thorlabs.com. Retrieved 2022-04-01.
  3. ^ Peng, Yankun & Lu, Renfu. "An LCTF-Based Multispectral Imaging System for Estimation of Apple Fruit Firmness: Part II: Selection of Optimal Wavelengths and Development of Prediction Models". United States Department of Agriculture. Retrieved 2010-07-06.
  4. ^ Morris, H; Hoyt, C & Treado, P (1994). "Imaging Spectrometers for Fluorescence and Raman Microscopy: Acousto-Optic and Liquid Crystal Tunable Filters". Applied Spectroscopy. 48 (7): 857. Bibcode:1994ApSpe..48..857M. doi:10.1366/0003702944029820. Retrieved 2010-07-06.
  5. ^ a b Yasuhiro, Shoji; Takashi, Yoshikawa; Yuji, Sakamoto; Yukihiro, Takahashi & Kazuya, Yoshida (2009). "Development of a Multi-Spectrum Imager for the S-520 Sounding Rocket". Transactions of Space Technology Japan. 7: Tn_7. Bibcode:2009TrSpT...7..Tn7S. doi:10.2322/tstj.7.Tn_7. Retrieved 2010-07-06.[데드링크]
  6. ^ Jerkatis, Kanneth (2006). "The AEOS Spectral Imaging System" (PDF). The Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference: E21. Bibcode:2006amos.confE..21J. Retrieved 2013-05-30.
  7. ^ Michael P. Doherty; Susan M. Motil; John H. Snead & Diane C. Malarik. "Microscope-Based Fluid Physics Experiments in the Fluids and Combustion Facility on ISS" (PDF). NASA/TM—2000-210248. Archived from the original (PDF) on October 14, 2006. Retrieved 2010-07-06.
  8. ^ Richard M. Levenson; David T. Lynch; Hisataka Kobayashi; Joseph M. Backer; Marina V. Backer. "Multiplexing with Multispectral Imaging: From Mice to Microscopy" (PDF). ILAR Journal partially supported by a Bioengineering Re- search Grant (1RO1 CA108468-01) and by the SBIR mechanism (1R44 CA88684), both through the National Institutes of Health. Archived from the original (PDF) on July 18, 2011. Retrieved 2010-07-06.
  9. ^ Dimitra N. Stratis; Kristine L. Eland; J. Chance Carter; Samuel J. Tomlinson & S. Michael Angel (2001). "Comparison of Acousto-optic and Liquid Crystal Tunable Filters for Laser-Induced Breakdown Spectroscopy". Applied Spectroscopy. 55 (8): 999. Bibcode:2001ApSpe..55..999S. doi:10.1366/0003702011953144. Retrieved 2010-07-06.
  10. ^ Gebhart, Steven C.; Stokes, David L.; Vo-Dinh, Tuan; Mahadevan-Jansen, Anita (2005). "Instrumentation considerations in spectral imaging for tissue demarcation: comparing three methods of spectral resolution". Proceedings of SPIE. Spectral Imaging: Instrumentation, Applications, and Analysis III. 5694: 41. Bibcode:2005SPIE.5694...41G. doi:10.1117/12.611351.