How to Reduce Stray Light in Your Optical Design Project with Scattering Measurements

How to Reduce Stray Light in Your Optical Design Project with Scattering Measurements

산란 측정을 통한 광학 설계의 미광 최소화 방법  

기술이 발전함에 따라 광학 기술도 제품 개발의 까다로운 요구 사항을 충족하기 위해 진화합니다. 광학 설계 시뮬레이션은 가능한 한 정확해야 하며, 이를 위해서는 광학 시스템에 사용되는 플라스틱, 확산체, 디스플레이 및 기타 표면과 같은 재료에 대한 정확한 특성화가 필요합니다.

광학 설계 팀에게 가장 중요한 작업 중 하나는 미광이 설계 성능에 미치는 영향을 이해하고 이를 최대한 줄이는 것입니다. 이를 위한 효과적인 방법은 무엇일까요? 바로 이 부분에서 빛 산란 측정이 매우 효과적일 수 있습니다.

광 산란 측정은 실제 프로토타이핑 및 제품 제작 전에 광학 제품 성능에 대한 재료의 영향을 평가하는 데 도움이 됩니다. 표면 거칠기, 표면 오염, 벌크 지수 변동, 벌크 입자 등의 요소를 고려하여 재료가 광원과 상호 작용하는 방식에 대한 인사이트를 얻을 수 있습니다. 또한 미광을 제어할 때 표면 코팅이 미치는 영향을 평가할 수도 있습니다.

이 블로그 게시물에서는 광학 시스템 설계에서 울트라 블랙 코팅 측정을 사용하여 미광을 억제하는 예시를 설명하겠습니다.

What Is an Ultra-Black Coating and How Can You Measure It?

울트라 블랙 코팅은 무엇이고 어떻게 측정할 수 있나요? 

광 흡수 및 미광 제어를 위한 고급 코팅을 전문으로 하는 Acktar라는 기업은 광기계 및 부품을 위한 울트라 블랙 코팅을 개발했습니다. Acktar의 프랙탈 블랙 표면 코팅의 목적은 빛을 흡수하는 것으로, 모든 광학 시뮬레이션 및 프로젝트에서 미광을 제거할 수 있는 실용적인 솔루션입니다. 가시광선 적외선 파장 대역에서 작동합니다.

이 문서에 표시된 예시에서는 Acktar의 프랙탈 블랙 표면 코팅이 제공하는 미광 억제 효과를 일반적인 표준 블랙 표면과 비교합니다. Synopsys REFLET 180으로 표면을 측정하고 측정 데이터를 LightTools로 가져와 미광 분석을 수행했습니다.

Measurement Usage Examples and Impact on Stray Light in a Cooke Triplet

측정 사용 예시와 Cooke Triplet에서 미광에 미치는 영향

다음 그림은 주 경로를 제외한 센서의 Cooke 삼중 렌즈에서 미광 조도의 예를 보여줍니다.

왼쪽 하단 이미지는 표준 블랙 코팅으로 알루마이트 처리된 알루미늄 하우징의 미광 조도를 보여줍니다. 오른쪽 하단 이미지에서 볼 수 있듯이 Acktar 프랙탈 블랙 코팅 측정값을 사용하여 동일한 시뮬레이션을 재현한 결과, 센서에서 미광이 20배 감소했습니다.

Stray Light Analyses in an Head-Mounted Display

HMD와 미광 분석

다음 예는 헤드업 디스플레이(HUD) 디자인에 Acktar 프랙탈 블랙 표면 코팅을 사용한 경우를 보여줍니다. 좌측에 프랙탈 블랙이 적용된 하우징과 우측에 블랙 코팅으로 알루마이트 처리된 하우징에서 발생하는 미광 시야를 비교한 결과, 프랙탈 블랙 표면에서 발생하는 미광이 30% 감소한 것을 확인할 수 있습니다.

REFLET 180의 BSDF 측정 데이터를 사용하면 설계에서 예상되는 미광의 양을 빠르고 정확하게 시뮬레이션하고 비교할 수 있습니다.

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광학 설계 프로젝트에서 미광을 줄이는 방법에 대해 자세히 알아보시려면 optics@synopsys.com 에 문의하여 광학 설계 및 산란 측정 솔루션의 데모 또는 평가를 요청하십시오.