KR20210014491A - 광 필터 및 이를 포함하는 분광기 - Google Patents

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노영근
박연상
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Abstract

광 필터 및 이를 포함하는 분광기가 개시된다. 개시된 광 필터는 서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하며, 복수의 대역 필터 유닛 각각은, 캐비티층과, 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 반사층을 포함한다. 여기서, 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률(effective refractive index)) 보다 큰 두께를 가지며, 반사층은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층들을 포함한다.

Description

광 필터 및 이를 포함하는 분광기{Optical filter and spectrometer including the optical filter}
광 필터 및 이를 포함하는 분광기에 관한 것이다.
분광기는 광학 분야에 있어서 중요한 광학 기구 중 하나이다. 종래의 분광기는 다양한 광학 소자를 포함하고 있어, 부피가 크고 무거웠다. 최근에는 분광기의 소형화가 요구됨에 따라 하나의 반도체 칩 상에 집적 회로 및 광학 소자를 동시에 구현하는 연구가 진행되고 있다.
예시적인 실시예들은 광 필터 및 이를 포함하는 분광기를 제공한다.
일 측면에 있어서,
서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하고,
상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
캐비티층(cavity layer); 및
상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률(effective refractive index)) 보다 큰 두께를 가지며,
상기 브래그 반사층은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층들을 포함하는 광 필터가 제공된다.
상기 캐비티층은 하나의 물질층을 포함하거나 또는 서로 다른 굴절률을 가지는 복수의 물질층을 포함할 수 있다.
상기 복수의 물질층은 수평 또는 수직으로 배열되도록 마련될 수 있다. 상기 복수의 물질층은 1차원 형태 또는 2차원 형태로 배열될 수 있다.
상기 브래그 반사층은 분산 브래그 반사기(DBR; Distributed Bragg Reflector)를 포함할 수 있다.
상기 브래그 반사층은 실리콘을 포함하는 제1 물질층, 실리콘 산화물을 포함하는 제2 물질층 및 티타늄 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하는 제3 물질층을 포함할 수 있다.
상기 광 필터는 상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛을 포함할 수 있다.
상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 광대역 필터 유닛을 포함할 수 있다. 상기 광대역 필터 유닛은 멀티 캐비티(multi-cavity) 구조 또는 금속 미러(metal mirror) 구조를 가질 수 있다.
상기 복수의 추가 필터 유닛 각각은 상기 적어도 하나의 대역 필터 유닛에 대응하도록 마련될 수 있다.
다른 측면에 있어서,
서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하고,
상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
캐비티층; 및
상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께를 가지는 광 필터가 제공된다.
상기 캐비티층은 하나의 물질층을 포함하거나 또는 서로 다른 굴절률을 가지는 복수의 물질층을 포함할 수 있다.
상기 광 필터는 상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛 또는 복수의 광대역 필터 유닛을 포함할 수 있다.
상기 복수의 추가 필터 유닛 각각은 상기 적어도 하나의 대역 필터 유닛에 대응하도록 마련될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서,
서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하는 광 필터; 및
상기 광 필터를 투과한 광을 수광하는 센싱 소자;를 포함하고,
상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
캐비티층; 및
상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께를 가지며,
상기 브래그 반사층은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층들을 포함하는 분광기가 제공된다.
상기 광 필터는 상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛 또는 복수의 광대역 필터 유닛을 포함할 수 있다.
상기 센싱 소자는 이미지 센서 또는 포토다이오드를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서,
서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하는 광 필터; 및
상기 광 필터를 투과한 광을 수광하는 센싱 소자;를 포함하고,
상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
캐비티층; 및
상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께를 가지는 분광기가 제공된다.
상기 광 필터는 상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛 또는 복수의 광대역 필터 유닛을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 의하면, 대역 필터 유닛의 브래그 반사층을 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질으로 구성함으로써 대역 필터 유닛을 통과하는 파장 대역의 폭을 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 대역 필터 유닛의 캐비티층을 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께로 형성함으로써 빛의 입사 각도에 대한 의존성을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 빛이 다양한 각도로 대역 필터 유닛에 입사되는 경우에도 원하는 세기의 특정 중심 파장을 가지는 빛을 투과시킬 수 있다.
그리고, 대역 필터 유닛들의 상부에 특정 파장 대역의 빛만을 투과시키는 컬러 필터 유닛들을 마련함으로써 원하는 파장 대역의 빛만이 대역 필터 유닛들에 입사될 수 있으며, 이에 따라 분광 기능이 향상될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 분광기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광 필터의 대역 필터 유닛의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 기존 대역 필터 유닛의 투과 스펙트럼 및 도 2에 도시된 대역 필터 유닛의 투과 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 4는 다른 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛을 도시한 단면도이다.
도 5는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛을 도시한 단면도이다.
도 6은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7a는 도 6의 제1 필터 어레이 (청색 필터 어레이)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 7b는 도 6의 제2 필터 어레이 (녹색 필터 어레이)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 7c는 도 6의 제3 필터 어레이(적색 필터 어레이)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 제1, 제2 및 제3 컬러 필터 유닛을 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 9a는 도 6에서 제1 컬러 필터 유닛과 제1 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 9b는 도 6에서 제2 컬러 필터 유닛과 제2 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 9c는 도 6에서 제3 컬러 필터 유닛과 제3 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 10은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 광대역 필터 유닛의 예시를 도시한 것이다.
도 12는 도 10에 도시된 광대역 필터 유닛의 다른 예시를 도시한 것이다.
도 13a는 도 10의 제1 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 13b는 도 10의 제2 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 13c는 도 10의 제3 필터 어레이의 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 14는 도 10의 제1, 제2 및 제3 광대역 필터 유닛을 투과한 빛의 트과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 15a는 도 10에서 제1 광대역 필터 유닛과 제1 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 15b는 도 10에서 제2 광대역 필터 유닛과 제2 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 15c는 도 10에서 제3 광대역 필터 유닛과 제3 필터 어레이를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 분광기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 분광기(1000)는 센싱 소자(1500)와 이 센싱 소자(1500) 에 마련되는 광 필터(1100)를 포함한다. 광 필터(1100)는 2차원 형태로 배열되는 복수의 대역 필터 유닛(100)을 포함할 수 있다. 하지만, 이는 예시적인 것으로, 복수의 대역 필터 유닛(100)이 1차원 형태로 배열되는 것도 가능하다.
복수의 대역 필터 유닛(100) 각각은 특정 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다. 여기서, 복수의 대역 필터 유닛(100)은 서로 다른 중심 파장을 가질 수 있다. 하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 대역 필터 유닛(100) 중 일부는 같은 중심 파장을 가질 수도 있다.
센싱 소자(1500)는 광 필터(1100)를 투과한 빛을 수광하여 이를 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 광 필터(1100)에 입사되는 빛은 복수의 대역 필터 유닛(100)을 투과하게 되고, 이러한 대역 필터 유닛들(100)을 투과한 서로 다른 중심 파장들을 포함하는 빛은 센싱 소자(1500)의 픽셀들(미도시)에 도달하게 된다. 센싱 소자(1500)는 픽셀들에 입사된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써 광 필터(1100)에 입사되는 빛에 대한 분광을 할 수 있다. 센싱소자(1500)는 예를 들면, CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary metal-oxide semicounductor) 이미지 센서 등과 같은 이미지 센서나 포토다이오드(photodiode)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1에 도시된 광 필터에서 하나의 대역 필터 유닛을 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 대역 필터 유닛(100)은 특정 중심 파장을 포함하는 파장 대역을 투과시키는 것으로, 2개의 반사층 사이에 공진층이 마련된 패브리-페로(Fabry-Perot) 구조를 가진다. 여기서, 반사층들의 반사 대역 및 캐비티층의 특성에 따라 대역 필터 유닛을 통과하는 빛의 중심 파장 및 파장 대역이 결정될 수 있다.
구체적으로, 대역 필터 유닛(100)은 서로 이격되게 마련되는 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120)과, 제1 브래그 반사층(110)과 제2 브래그 반사층(120) 사이에 마련되는 캐비티층(130)을 포함한다.
공진층인 캐비티층(130)은 소정의 굴절률을 가지는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 캐비티층(130)은 실리콘 또는 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것이며, 캐비티층(130)은 입사광의 파장 등과 같은 설계 조건에 따라 다른 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
빛이 대역 필터 유닛(100)의 상면으로부터 캐비티층(130)으로 입사되면 이 빛은 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120) 사이에서 캐비티층(130) 내부를 왕복하게 되고 이 과정에서 보강 간섭과 상쇄 간섭을 일으키게 된다. 그리고, 보강 간섭 조건을 만족하는 특정 중심 파장을 가지는 광이 대역 필터의 유닛(100)의 하면으로 출사된다.
일반적으로, 대역 필터 유닛(100)으로부터 출사되는 빛의 세기는 대역 필터 유닛(100)으로 입사되는 빛의 입사각에 따라 변할 수 있다. 이러한 빛의 입사각에 대한 의존성을 최소화하기 위하여 본 실시예에서는 캐비티층(130)을 소정 두께 이상으로 형성할 수 있다.
구체적으로, 캐비티층(130)은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛(100)의 중심 파장, n은 상기 캐비티층(130)의 유효 굴절률(effective refractive index)) 보다 큰 두께(L)를 가질 수 있다. 이와 같이, 캐비티층(130)의 두께(L)가 λ/n 보다 크게 되면 빛이 대역 필터 유닛(100)에 다양한 각도로 입사되는 경우에도 원하는 세기의 특정 중심 파장을 가지는 빛을 투과시킬 수 있다.
캐비티층(130)의 하면 및 상면에 마련된 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120)은 분산 브래그 반사기(DBR; Distributed Bragg Reflector)가 될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120) 각각은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 물질층들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 브래그 반사층(110)은 적어도 하나의 제1 물질층(111), 적어도 하나의 제2 물질층(112) 및 적어도 하나의 제3 물질층(113)이 수직 방향으로 적층된 구조를 가지고 있다. 도 2에는 제3 물질층(113)의 상면에 3개의 제1 물질층(111)과 2개의 제2 물질층(112)이 수직 방향으로 서로 교대로 적층되어 있는 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로 제1, 제2 및 제3 물질층(111,112,113)의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 물질층(111,112,113)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 물질층(111)이 상대적으로 가장 큰 굴절률을 가지며, 제2 물질층(112)이 상대적으로 가장 작은 굴절률을 가질 수 있다. 그리고, 제3 물질층(113)은 제1 물질층(111)보다는 작고 제2 물질층(112)보다는 큰 굴절률을 가질 수 있다.
구체적인 예를 들면, 제1 물질층(111)은 실리콘을 포함하고, 제2 물질층(112)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 그리고, 제3 물질층(113)은 티타늄 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 여기서, 실리콘은 대략 3.0 이상의 굴절률을 가지고, 실리콘 산화물은 대략 1.4~1.5 정도의 굴절률을 가지며, 티타늄 산화물 또는 실리콘 질화물은 대략 1.9~3.0 정도의 굴절률을 가질 수 있다.
제2 브래그 반사층(120)은 제1 브래그 반사층(110)과 마찬가지로 적어도 하나의 제1 물질층(121), 적어도 하나의 제2 물질층(122) 및 적어도 하나의 제3 물질층(123)이 수직 방향으로 적층된 구조를 가지고 있다. 도 2에는 제3 물질층(123)의 하면에 3개의 제1 물질층(121)과 2개의 제2 물질층(122)이 수직 방향으로 서로 교대로 적층되어 있는 구조가 예시적으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 제1, 제2 및 제3 물질층(121.122.123)의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 물질층(121,122,123)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 물질층(121)이 상대적으로 가장 높은 굴절률을 가지며, 제2 물질층(122)이 상대적으로 가장 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 그리고, 제3 물질층(123)은 제1 물질층(121)보다는 작고 제2 물질층(122)보다는 큰 굴절률을 가질 수 있다. 구체적인 예를 들면, 제1 물질층(121)은 실리콘을 포함하고, 제2 물질층(122)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 그리고, 제3 물질층(123)은 티타늄 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120) 각각이 3개의 물질층, 즉 제1 물질층(111,121), 제2 물질층(112,122) 및 제3 물질층(131,132)을 포함으로써 대역 필터 유닛(100)을 통과하는 파장 대역의 폭(구체적으로는 반치폭(FWHM: Full Width at Half Maximum))을 원하는 값으로 조절할 수 있다.
기존의 대역 필터 유닛에서는 브래그 반사층으로 서로 다른 굴절률을 가지며 서로 교대로 적층된 2개의 제1 및 제2 물질층이 사용되었다. 여기서, 제1 및 제2 물질층 각각의 개수를 조절함으로써 파장 대역의 폭이 결정된다. 예를 들어, 제1 및 제2 물질층 각각의 개수를 n개로 한 경우에는 파장 대역의 폭이 w1이 될 수 있으며, 제1 및 제2 물질층 각각의 개수를 n+1개로 한 경우에는 파장 대역의 폭이 w2가 될 수 있다. 따라서, 기존의 일반적인 대역 필터 유닛에서는 w1과 w2 사이의 폭을 가지는 파장 대역은 구현될 수 없었다.
본 실시예에서는 대역 필터 유닛(100)의 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120) 각각을 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 제1 물질층(111,121), 제2 물질층(112,122) 및 제3 물질층(131,132)으로 구성함으로써 w1과 w2 사이의 폭을 가지는 파장 대역을 구현할 수 있다.
도 3은 기존 대역 필터 유닛의 투과 스펙트럼 및 도 2에 도시된 대역 필터 유닛의 투과 스펙트럼을 도시한 것이다. 여기서, 기존 대역 필터 유닛의 브래그 반사층을 구성하는 제1 및 제2 물질층으로는 실리콘 및 실리콘 산화물이 사용되었으며, 도 2에 도시된 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛(100)의 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120)을 구성하는 제1, 제2 및 제3 물질층으로는 실리콘, 실리콘 산화물 및 티타늄 산화물이 사용되었다.
도 3에는 "A"는 기존의 대역 필터 유닛에서, 제1 및 제2 물질층 각각의 개수를 n개로 한 경우의 파장 대역의 폭이 w1인 투과 스펙트럼을 나타낸다. 그리고, "B"는 기존의 대역 필터 유닛에서, 제1 및 제2 물질층 각각의 개수를 n+1 개로 한 경우의 파장 대역의 폭이 w2(<w1)인 투과 스펙트럼을 나타낸다. 또한, "C"는 도 2에 도시된 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛(100)에서 파장 대역의 폭이 w (w2 <w<w1)인 투과 스펙트럼을 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛(100)에서는 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120)을 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 제1 물질층(111,121), 제2 물질층(112,122) 및 제3 물질층(131,132)으로 구성함으로써 w1과 w2 사이의 폭을 가지는 파장 대역을 구현할 수 있다.
한편, 이상에서는 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120)을 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 물질층으로 구성하는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120) 각각을 서로 다른 굴절률을 가지는 4개 이상의 물질층으로 구성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 제1 및 제2 브래그 반사층(110,120)을 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층으로 구성함으로써 대역 필터 유닛(100)을 통과하는 파장 대역의 폭을 다양하게 조절할 수 있다.
도 4는 다른 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 대역 필터 유닛(200)은 서로 이격되게 마련되는 제1 및 제2 브래그 반사층(210,220)과, 제1 브래그 반사층(210)과 제2 브래그 반사층(220) 사이에 마련되는 캐비티층(230)을 포함한다.
캐비티층(230)은 서로 다른 굴절률을 가지는 적어도 하나의 제1 물질층(231) 및 적어도 하나의 제2 물질층(232)을 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 제1 물질층(231) 및 적어도 하나의 제2 물질층(232)은 수직 방향으로 교대로 적층되도록 마련될 수 있다. 도 4에는 3개의 제1 물질층(231)과 3개의 제2 물질층(232)이 교대로 적층되는 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 및 제2 물질층(231,232)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
제1 및 제2 물질층(231,232)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 물질층(231)은 실리콘을 포함할 수 있으며, 제2 물질층(232)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 제1 및 제2 물질층(231,232)은 다른 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이상에서는 캐비티층(230)이 수직 방향으로 적층된 서로 다른 굴절률을 가지는 2개의 제1 및 제2 물질층(231,232)으로 구성된 경우가 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 캐비티층(230)은 수직 방향으로 적층되는 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층을 포함할 수도 있다.
캐비티층(230)은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛(100)의 중심 파장, n은 상기 캐비티층(130)의 유효 굴절률) 보다 큰 두께(L)를 가질 수 있다. 이와 같이, 캐비티층(230)의 두께(L)가 λ/n 보다 크게 되면 빛이 대역 필터 유닛(200)에 다양한 각도로 입사되는 경우에도 원하는 세기의 특정 중심 파장을 가지는 빛을 투과시킬 수 있다.
캐비티층(230)의 하면 및 상면에는 제1 및 제2 브래그 반사층(210,220)이 마련되어 있으며, 여기서, 제1 및 제2 브래그 반사층(210,220) 각각은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 물질층들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 브래그 반사층(210)은 적어도 하나의 제1 물질층(211), 적어도 하나의 제2 물질층(212) 및 적어도 하나의 제3 물질층(213)이 수직 방향으로 적층된 구조를 가지고 있다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 물질층(211,212,213)의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 물질층(211,212,213)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다..
제2 브래그 반사층(220)은 제1 브래그 반사층(210)과 마찬가지로 적어도 하나의 제1 물질층(221), 적어도 하나의 제2 물질층(222) 및 적어도 하나의 제3 물질층(223)이 수직 방향으로 적층된 구조를 가지고 있다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 물질층(221.222.223)의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 물질층(221,222,223)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
이상에서는 제1 및 제2 브래그 반사층(210,220)이 각각 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 물질층을 포함하는 경우가 설명되었으나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 브래그 반사층(210,220) 각각은 서로 다른 굴절률을 가지는 4개 이상의 물질층을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 대역 필터 유닛(200)을 통과하는 파장 대역의 폭을 다양하게 조절할 수 있다.
도 5는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 대역 필터 유닛을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 대역 필터 유닛(300)은 서로 이격되게 마련되는 제1 및 제2 브래그 반사층(310,320)과, 제1 브래그 반사층(310)과 제2 브래그 반사층(320) 사이에 마련되는 캐비티층(330)을 포함한다.
캐비티층(330)은 서로 다른 굴절률을 가지는 적어도 하나의 제1 물질층(331) 및 적어도 하나의 제2 물질층(332)을 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 제1 물질층(331) 및 적어도 하나의 제2 물질층(332)은 수평 방향으로 교대로 배치되도록 마련될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 물질층(331,332)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
제1 및 제2 물질층(331,332)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 물질층(331)은 실리콘을 포함할 수 있으며, 제2 물질층(332)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 제1 및 제2 물질층(331,332)은 다른 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이상에서는 캐비티층(330)이 수평 방향으로 배치된 서로 다른 굴절률을 가지는 2개의 제1 및 제2 물질층(331,332)으로 구성된 경우가 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 캐비티층(330)은 수평 방향으로 적층되는 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층을 포함할 수도 있다.
캐비티층(330)은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛(100)의 중심 파장, n은 상기 캐비티층(130)의 유효 굴절률) 보다 큰 두께(L)를 가질 수 있다. 이와 같이, 캐비티층(330)의 두께(L)가 λ/n 보다 크게 되면 빛이 대역 필터 유닛(300)에 다양한 각도로 입사되는 경우에도 원하는 세기의 특정 중심 파장을 가지는 빛을 투과시킬 수 있다.
캐비티층(330)의 하면 및 상면에는 제1 및 제2 브래그 반사층(310,320)이 마련되어 있으며, 여기서, 제1 및 제2 브래그 반사층(310,320) 각각은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 물질층들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 브래그 반사층(310)은 적어도 하나의 제1 물질층(311), 적어도 하나의 제2 물질층(312) 및 적어도 하나의 제3 물질층(313)이 수직 방향으로 적층된 구조를 가지고 있다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 물질층(311,312,313)의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 물질층(311,312,313)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다..
제2 브래그 반사층(320)은 제1 브래그 반사층(310)과 마찬가지로 하나의 제1 물질층(321), 적어도 하나의 제2 물질층(322) 및 적어도 하나의 제3 물질층(323)이 수직 방향으로 적층된 구조를 가지고 있다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 물질층(221.222.223)의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 물질층(321,322,323)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
이상에서는 제1 및 제2 브래그 반사층(310,320)이 각각 서로 다른 굴절률을 가지는 3개의 물질층을 포함하는 경우가 설명되었으나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 브래그 반사층(310,320) 각각은 서로 다른 굴절률을 가지는 4개 이상의 물질층을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 대역 필터 유닛(300)을 통과하는 파장 대역의 폭을 다양하게 조절할 수 있다.
이하에서는 컬러 필터 유닛 또는 광대역 필터 유닛 등과 같은 추가 필터 유닛을 사용하여 원하는 파장 대역의 빛만을 대역 필터 유닛에 입사시키는 실시예들을 예시적으로 설명한다.
도 6은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 광 필터(1200)는 소정 형태로 배열된 서로 다른 중심 파장을 가지는 복수의 대역 필터 유닛(411~433)과, 이 대역 필터 유닛들(411~433)의 상부에 마련되는 복수의 컬러 필터 유닛(710,720,730)을 포함한다. 여기서, 복수의 대역 필터 유닛(411~433) 각각은 전술한 실시예들에서 설명한 패브리-페로 구조의 대역 필터 유닛들(100,200,300) 중 하나를 포함할 수 있다.
도 6에는 서로 다른 중심 파장을 가지는 9개의 대역 필터 유닛(411~433)이 마련된 경우가 예시적으로 도시되어 있으며, 여기서 서로 인접한 중심 파장들을 가지는 3개의 대역 필터 유닛이 하나의 필터 어레이(410,420,430)를 구성하고 있다. 한편, 하나의 필터 어레이(410,420,430)를 구성하는 대역 필터 유닛의 개수는 다양하게 변형될 수 있으며, 하나의 대역 필터 유닛이 하나의 필터 어레이(410,420,430)를 구성하는 것도 가능하다.
제1 필터 어레이(410)는 서로 인접하게 배치되는 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)은 서로 인접한 중심 파장들을 가질 수 있다. 이러한 제1 필터 어레이(410)는 제1 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다. 여기서, 제1 파장 대역은 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)의 파장 대역들에 의해 정해질 수 있다.
제2 필터 어레이(420)는 서로 인접하게 배치되는 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)을 포함할 수 있다. . 여기서, 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)은 서로 인접한 중심 파장들을 가질 수 있다. 이러한 제2 필터 어레이(420)는 제2 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다. 여기서, 제2 파장 대역은 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)의 파장 대역들에 의해 정해질 수 있다.
제3 필터 어레이(430)는 서로 인접하게 배치되는 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)을 포함할 수 있다. 여기서, 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)은 서로 인접한 중심 파장들을 가질 수 있다. 이러한 제3 필터 어레이(430)는 제3 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다. 여기서, 제3 파장 대역은 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)의 파장 대역들에 의해 정해질 수 있다.
예를 들어, 대략 400nm ~ 700nm 파장 대역 (가시광선 파장 대역)을 가지는 광 필터(1200)를 제작하고자 하는 경우, 제1 필터 어레이(410)는 대략 400nm ~ 500nm의 제1 파장 대역을 투과시키는 청색 필터 어레이가 될 수 있다. 여기서, 대략 400nm ~ 500nm의 제1 파장 대역은 3개의 대역들로 나누어져서 각각 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)의 파장 대역이 될 수 있다.
제2 필터 어레이(420)는 대략 500nm ~ 600nm의 제2 파장 대역을 투과시키는 녹색 필터 어레이가 될 수 있다. 여기서, 대략 500nm ~ 600nm의 제2 파장 대역은 3개의 대역들로 나누어져서 각각 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)의 파장 대역이 될 수 있다. 그리고, 제3 필터 어레이(430)는 대략600nm ~ 700nm의 제3 파장 대역을 투과시키는 적색 필터 어레이가 될 수 있다. 여기서, 대략 600nm ~ 700nm의 제3 파장 대역은 3개의 대역들로 나누어져서 각각 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)의 파장 대역이 될 수 있다.
복수의 대역 필터 유닛(411~433)의 상부에는 서로 다른 색상을 가지는 복수의 컬러 필터 유닛(710,720,730)이 마련되어 있다. 여기서, 복수의 컬러 필터 유닛(710,720,730)은 후술하는 바와 같이 대응하는 복수의 필터 어레이(410,420,430)가 목표로 하지 않는 파장 대역의 빛을 차단하는 역할을 할 수 있다. 이러한 복수의 컬러 필터 유닛(710,720,730)으로는 예를 들어 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치 등과 같은 컬러 디스플레이 장치에 통상적으로 적용되는 컬러 필터가 사용될 수 있다.
복수의 컬러 필터 유닛(710,720,730)은 복수의 필터 어레이(410,420,430)에 대응하도록 마련될 수 있다. 도 6에는 제1, 제2 및 제3 필터 어레이(410,420,430)에 대응하여 3개의 제1, 제2 및 제3 컬러 필터 유닛(710,720,730)이 마련된 경우가 예시적으로 도시되어 있다.
제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)으로 구성된 제1 필터 어레이(410)의 상부에는 제1 컬러 필터 유닛(710)이 마련되어 있다. 예를 들어, 제1 필터 어레이(410)가 대략 400nm ~ 500nm의 파장 대역을 투과시키는 청색 필터 어레이가 되는 경우에는 제1 컬러 필터 유닛(710)은 청색광의 파장 대역을 투과시키는 청색 컬러 필터 유닛이 될 수 있다.
제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)으로 구성된 제2 필터 어레이(420)의 상부에는 제2 컬러 필터 유닛(720)이 마련되어 있다. 예를 들어, 제2 필터 어레이(420)가 대략 500nm ~ 600nm의 파장 대역을 투과시키는 녹색 필터 어레이가 되는 경우에는 제2 컬러 필터 유닛(720)은 녹색광의 파장 대역을 투과시키는 녹색 컬러 필터 유닛이 될 수 있다.
제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)으로 구성된 제3 필터 어레이(430)의 상부에는 제3 컬러 필터 유닛(730)이 마련되어 있다. 예를 들어, 제3 필터 어레이(730)가 대략 600nm ~ 700nm의 파장 대역을 투과시키는 적색 필터 어레이가 되는 경우에는 제3 컬러 필터 유닛(730)은 적색광의 파장 대역을 투과시키는 적색 컬러 필터 유닛이 될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 컬러 필터 유닛(710,720,730)은 제1, 제2 및 제3 필터 어레이(410,420,430)가 목표로 하지 않는 파장 대역들의 빛이 제1, 제2 및 제3 필터 어레이(410,420,430)로 입사되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
일반적으로, 패브리-페로 구조의 대역 필터 유닛에서는 반사층들의 반사 애대역과 캐비티층의 특성에 따라 대역 필터 유닛을 통과하는 파장 대역이 결정된다. 하지만, 반사층에서 반사율이 낮은 부분과 사이드 밴드(sideband) 등의 영향으로 목표로 하는 파장 대역 이외의 다른 파장 대역의 빛도 대역 필터 유닛을 투과할 수 있게 된다.
도 7a는 도 6에서 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)으로 구성된 제1 필터 어레이(410)를 대략 400nm ~ 500nm의 파장 대역을 투과시키는 청색 필터 어레이로 제작한 경우에 제1 필터 어레이(410)를 투과하는 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다. 도 7a를 참조하면, 제1 필터 어레이(410)가 목표로 하는 청색광의 파장 대역 이외에 다른 파장 대역의 빛도 제1 필터 어레이(410)를 투과하였음을 알 수 있다.
도 7b는 도 6에서 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)으로 구성된 제2 필터 어레이(420)를 대략 500nm ~ 600nm의 파장 대역을 투과시키는 녹색 필터 어레이로 제작한 경우에 제2 필터 어레이(420)를 투과하는 빛의 투과 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 7b를 참조하면, 제2 필터 어레이(420)가 목표로 하는 녹색광의 파장 대역 이외에 다른 파장 대역의 빛도 제2 필터 어레이(420)를 투과하였음을 알 수 있다.
도 7c는 도 6에서 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)으로 구성된 제3 필터 어레이(430)를 대략 600nm ~ 700nm의 파장 대역을 투과시키는 적색 필터 어레이로 제작한 경우에 제3 필터 어레이(430)를 투과하는 빛의 투과 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 7c를 참조하면, 제3 필터 어레이(430)가 목표로 적색광의 파장 대역 이외에 다른 파장 대역의 빛도 제3 필터 어레이(430)를 투과하였음을 알 수 있다.
본 실시예에서, 제1 필터 어레이(410)의 상부에 마련되는 제1 컬러 필터 유닛(710)은 제1 필터 어레이(410)가 목표로 하지 않는 파장 대역(즉, 제1 파장 대역 이외의 파장 대역)의 빛을 차단할 수 있다. 또한, 제2 필터 어레이(420)의 상부에 마련되는 제2 컬러 필터 유닛(720)은 제2 필터 어레이(420)가 목표로 하지 않는 파장 대역(즉, 제2 파장 대역 이외의 파장 대역)의 빛을 차단할 수 있다. 그리고, 제3 필터 어레이(430)의 상부에 마련되는 제3 컬러 필터 유닛(730)은 제3 필터 어레이(430)가 목표로 하지 않는 파장 대역(즉, 제3 파장 대역 이외의 파장 대역)의 빛을 차단할 수 있다.
도 8에는 도 6에서 제1, 제2 및 제3 컬러 필터 유닛(710,720,730)이 각각 청색, 녹색 및 적색 컬러 필터 유닛인 경우에 제1, 제2 및 제3 컬러 필터 유닛(710,720,730)을 투과하는 빛의 투과 스펙트럼이 도시되어 있다. 도 8에서 “B”, “G” 및 “R”은 각각 제1, 제2 및 제3 컬러 필터 유닛(710,720,730)을 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 나타낸다.
도 9a에는 도 7a에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제1 필터 어레이(청색 필터 어레이, 410)의 상부에 도 8에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제1 컬러 필터 유닛(청색 컬러 필터 유닛, 710)이 마련된 경우에 제1 컬러 필터 유닛(710) 및 제1 필터 어레이(410)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다.
도 9a를 참조하면, 제1 컬러 필터 유닛(710)에 의해 청색광의 파장 대역 이외의 파장 영역의 빛은 차단되고, 청색광의 파장 대역의 빛만 제1 필터 어레이(410)에 입사됨으로써 제1 필터 어레이(410)가 목표로 하는 제1 파장 대역의 투과 스펙트럼들을 얻을 수 있다. 도 9a에는 제1 필터 어레이(410)가 목표로 하는 제1 파장 대역 내에서 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(411,412,413)의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다.
도 9b에는 도 7b에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제2 필터 어레이(녹색 필터 어레이, 420)의 상부에 도 8에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제2 컬러 필터 유닛(녹색 컬러 필터 유닛, 720)이 마련된 경우에 제2 컬러 필터 유닛(720) 및 제2 필터 어레이(420)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다.
도 9b를 참조하면, 제2 컬러 필터 유닛(720)에 의해 녹색광의 파장 대역 이외의 파장 영역의 빛은 차단되고, 녹색광의 파장 대역의 빛만 제2 필터 어레이(420)에 입사됨으로써 제2 필터 어레이(420)가 목표로 하는 제2 파장 대역의 투과 스펙트럼들을 얻을 수 있다. 도 9b에는 제2 필터 어레이(420)가 목표로 하는 제2 파장 대역 내에서 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(421,422,423)의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다.
도 9c에는 도 7c에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제3 필터 어레이(적색 필터 어레이, 430)의 상부에 도 8에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제3 컬러 필터 유닛(적색 컬러 필터 유닛, 730)이 마련된 경우에 제3 컬러 필터 유닛(730) 및 제3 필터 어레이(430)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다.
도 9c를 참조하면, 제3 컬러 필터 유닛(730)에 의해 적색광의 파장 대역 이외의 파장 영역의 빛은 차단되고, 적색광의 파장 대역의 빛만 제3 필터 어레이(430)에 입사됨으로써 제3 필터 어레이(430)가 목표로 하는 제3 파장 대역의 투과 스펙트럼들을 얻을 수 있다. 도 9c에는 제3 필터 어레이(430)가 목표로 하는 제2 파장 대역 내에서 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(431,432,433)의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 광 필터(1200)에서는 대역 필터 유닛들(411~433)의 상부에 특정 파장 대역들의 빛만을 투과시키는 컬러 필터 유닛들(710,720,730)을 마련함으로써 원하는 파장 대역의 빛만이 대역 필터 유닛들(411~433)에 입사될 수 있으며, 이에 따라 분광 성능이 향상될 수 있다.
도 10은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 광 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 광 필터(1300)는 소정 형태로 배열된 서로 다른 중심 파장을 가지는 복수의 대역 필터 유닛(511~533)과, 이 대역 필터 유닛들(511~533)의 상부에 마련되는 복수의 광대역 필터 유닛(810,820,830)을 포함한다. 여기서, 복수의 대역 필터 유닛(511~533)은 전술한 도 6에 도시된 복수의 대역 필터 유닛(411~433)과 동일하다.
도 10에는 서로 다른 중심 파장을 가지는 9개의 대역 필터 유닛(511~533)이 마련된 경우가 예시적으로 도시되어 있으며, 여기서 서로 인접한 중심 파장들을 가지는 3개의 대역 필터 유닛이 하나의 필터 어레이(510,520,530)를 구성하고 있다.
제1 필터 어레이(510)는 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(511,512,513)으로구성될 수 있으며, 제1 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다. 제2 필터 어레이(520)는 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(521,522,523)으로 구성될 수 있으며, 제2 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다. 그리고, 제3 필터 어레이(530)는 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(531,532,533)으로 구성될 수 있으며, 제3 파장 대역을 투과시키도록 마련될 수 있다.
복수의 대역 필터 유닛(511~533)의 상부에는 복수의 광대역 필터 유닛(810,820,830)이 마련되어 있다. 여기서, 광대역 필터 유닛들(810,820,830) 각각은 특정 파장 대역의 빛만을 투과시킬 수 있도록 마련되어 있다.
제1 필터 어레이(510)의 상부에는 제1 광대역 필터 유닛(810)이 마련되어 있다. 제1 광대역 필터 유닛(810)은 제1 필터 어레이(510)가 목표로 하는 제1 파장 대역 이외의 파장 대역의 빛은 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터 어레이(510)가 대략 400nm ~ 500nm의 파장 대역을 투과시키는 청색 필터 어레이가 되는 경우에는 제1 광대역 필터 유닛(810)은 청색광의 파장 대역을 투과시키는 청색 필터 유닛이 될 수 있다.
제2 필터 어레이(520)의 상부에는 제2 광대역 필터 유닛(820)이 마련되어 있다. 제2 광대역 필터 유닛(820)은 제2 필터 어레이(520)가 목표로 하는 제2 파장 대역 이외의 파장 대역의 빛은 차단할 수 있다. 예를 들어, 제2 필터 어레이(520)가 대략 500nm ~ 600nm의 파장 대역을 투과시키는 녹색 필터 어레이가 되는 경우에는 제2 광대역 필터 유닛(820)은 녹색광의 파장 대역을 투과시키는 녹색 필터 유닛이 될 수 있다.
제3 필터 어레이(530)의 상부에는 제3 광대역 필터 유닛(830)이 마련되어 있다. 제3 광대역 필터 유닛(830)은 제3 필터 어레이(530)가 목표로 하는 제3 파장 대역 이외의 파장 대역의 빛은 차단할 수 있다. 예를 들어, 제3 필터 어레이(530)가 대략 600nm ~ 700nm의 파장 대역을 투과시키는 적색 필터 어레이가 되는 경우에는 제3 광대역 필터 유닛(830)은 적색광의 파장 대역을 투과시키는 적색 필터 유닛이 될 수 있다.
광대역 필터 유닛들(810,820,830) 각각은 예를 들면, 멀티 캐비티(multi-cavity) 구조 또는 금속 미러 구조를 가질 수 있다.
도 11에는 멀티 캐비티 구조의 광대역 필터 유닛이 예시적으로 도시되어 있다. 도 11을 참조하면, 광대역 필터 유닛(840)은 서로 이격되게 배치되는 복수의 반사층(843,844,845)과, 이 반사층들(843,844,845) 사이에 마련되는 복수의 캐비티층(841,842)을 포함할 수 있다. 도 11에는 3개의 반사층(843,844,845) 과 2개의 캐비티층(841,842)이 예시적으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 반사층들(843,844,845) 및 캐비티층들(841,842)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 반사층(843,844,845) 이 서로 이격되게 배치되어 있으며, 제1 및 제2 반사층(843,844) 사이에 제1 캐비티층(841)이 마련되어 있고, 제2 및 제3 반사층(844,845) 사이에 제2 캐비티층(842)이 마련되어 있다.
제1 및 제2 캐비티층(841,842) 각각은 소정의 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 캐비티층(841,842) 각각은 서로 다른 굴절률을 가지는 2 이상의 물질을 포함할 수도 있다.
제1, 제2 및 제3 반사층(843,844,845) 각각은 브래그 반사층이 될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 반사층(843,844,845) 각각은 예를 들면, 서로 다른 굴절률을 가지는 복수의 물질층이 교대로 적층되는 구조를 가질 수 있다.
도 12에는 금속 미러 구조의 광대역 필터 유닛이 예시적으로 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 광대역 필터 유닛(850)은 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 금속 미러층(852,853)과, 이 제1 및 제2 금속 미러층(851,852) 사이에 마련되는 캐비티층(851)을 포함할 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 전술한 도 7a 내지 도 7c와 동일한 것으로, 도 10에 도시된 필터 어레이들(510,520,530)을 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다.
도 13a는 도 10에서 제1, 제2 및 제3 대역 필터 유닛(511,512,513)으로 구성된 제1 필터 어레이(510)를 대략 400nm ~ 500nm의 파장 대역을 투과시키는 청색 필터 어레이로 제작한 경우에 제1 필터 어레이(510)를 투과하는 빛의 투과 스펙트럼들을 도시한 것이다. 도 13b는 도 10에서 제4, 제5 및 제6 대역 필터 유닛(521,522,523)으로 구성된 제2 필터 어레이(520)를 대략 500nm ~ 600nm의 파장 대역을 투과시키는 녹색 필터 어레이로 제작한 경우에 제2 필터 어레이(520)를 투과하는 빛의 투과 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 10c는 도 10에서 제7, 제8 및 제9 대역 필터 유닛(531,532,533)으로 구성된 제3 필터 어레이(530)를 대략 600nm ~ 700nm의 파장 대역을 투과시키는 적색 필터 어레이로 제작한 경우에 제3 필터 어레이(530)를 투과하는 빛의 투과 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 필터 어레이들 각각이 목표로 하는 파장 대역들 이외의 파장 대역의 빛이 필터 어레이들을 투과하였음을 알 수 있다.
도 14에는 도 10에서 제1, 제2 및 제3 광대역 필터 유닛(810,820,830)이 각각 청색, 녹색 및 적색 필터 유닛인 경우에 제1, 제2 및 제3 광대역 필터 유닛(810,820,830)을 투과하는 빛의 투과 스펙트럼이 도시되어 있다. 여기서, 광대역 필터 유닛으로는 멀티 캐비티 구조의 광대역 필터 유닛이 사용되었다. 도 14에서 “B”, “G” 및 “R”은 각각 제1, 제2 및 제3 광대역 필터 유닛(810,820,830)을 투과한 빛의 투과 스펙트럼들을 나타낸다.
도 15a에는 도 13a에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제1 필터 어레이(청색 필터 어레이, 510)의 상부에 도 14에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제1 광대역 필터 유닛(청색 필터 유닛, 810)이 마련된 경우에 제1 광대역 필터 유닛(810) 및 제1 필터 어레이(510)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 도 15a를 참조하면, 제1 광대역 필터 유닛(810)에 의해 청색광의 파장 대역 이외의 파장 영역의 빛은 차단되고, 청색광의 파장 대역의 빛만 제1 필터 어레이(510)에 입사됨으로써 제1 필터 어레이(510)가 목표로 하는 제1 파장 대역의 투과 스펙트럼들을 얻을 수 있다.
도 15b에는 도 13b에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제2 필터 어레이(녹색 필터 어레이, 520)의 상부에 도 14에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제2 광대역 필터 유닛(녹색 필터 유닛, 820)이 마련된 경우에 제2 광대역 필터 유닛(820) 및 제2 필터 어레이(520)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 도 15b를 참조하면, 제2 광대역 필터 유닛(820)에 의해 녹색광의 파장 대역 이외의 파장 영역의 빛은 차단되고, 녹색광의 파장 대역의 빛만 제2 필터 어레이(520)에 입사됨으로써 제2 필터 어레이(520)가 목표로 하는 제2 파장 대역의 투과 스펙트럼들을 얻을 수 있다.
도 15c에는 도 13c에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제3 필터 어레이(적색 필터 어레이, 530)의 상부에 도 14에 도시된 투과 스펙트럼을 가지는 제3 광대역 필터 유닛(적색 컬러 필터 유닛, 830)이 마련된 경우에 제3 컬러 필터 유닛(830) 및 제3 필터 어레이(530)를 투과한 빛의 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 도 15c를 참조하면, 제3 광대역 필터 유닛(830)에 의해 적색광의 파장 대역 이외의 파장 영역의 빛은 차단되고, 적색광의 파장 대역의 빛만 제3 필터 어레이(530)에 입사됨으로써 제3 필터 어레이(530)가 목표로 하는 제3 파장 대역의 투과 스펙트럼들을 얻을 수 있다.
이상과 같이, 대역 필터 유닛들(511~533)의 상부에 특정 파장 대역들의 빛만을 투과시키는 광대역 필터 유닛들(810,820,830)을 마련함으로써 원하는 파장 대역의 빛만이 대역 필터 유닛들(511~533)에 입사될 수 있으며, 이에 따라 분광 성능이 향상될 수 있다. 이상에서 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 가능하다.
100,200,300.. 대역 필터 유닛
110,210,310.. 제1 브래그 반사층
111,211,311.. 제1 브래그 반사층의 제1 물질층
112,212,312.. 제1 브래그 반사층의 제2 물질층
113,213,313.. 제1 브래그 반사층의 제3 물질층
120,220,320.. 제2 브래그 반사층
121,221,321.. 제2 브래그 반사층의 제1 물질층
122,222,322.. 제2 브래그 반사층의 제2 물질층
123,223,323.. 제2 브래그 반사층의 제3 물질층
130,230,330.. 캐비티층
231,331.. 캐비티층의 제1 물질층
232,332.. 캐비티층의 제2 물질층
410,510.. 제1 필터 어레이
411,511.. 제1 대역 필터 유닛
412,512.. 제2 대역 필터 유닛
413,513.. 제3 대역 필터 유닛
420,520.. 제2 필터 어레이
421,521.. 제4 대역 필터 유닛
422,522.. 제5 대역 필터 유닛
423,523.. 제6 대역 필터 유닛
430,530.. 제3 필터 어레이
431,531.. 제7 대역 필터 유닛
432,532.. 제8 대역 필터 유닛
433,533.. 제9 대역 필터 유닛
710.. 제1 컬러 필터 유닛
720.. 제2 컬러 필터 유닛
730.. 제3 컬러 필터 유닛
810.. 제1 광대역 필터 유닛
820.. 제2 광대역 필터 유닛
830.. 제3 광대역 필터 유닛
840.. 멀티 캐비티 구조의 광대역 필터 유닛
841.. 제1 캐비티층
842.. 제2 캐비티층
843.. 제1 브래그 반사층
844.. 제2 브래그 반사층
845.. 제3 브래그 반사층
850.. 금속 미러 구조의 광대역 필터 유닛
851.. 캐비티층
852.. 제1 금속 미러층
853.. 제2 금속 미러층
1000.. 분광기
1100,1200,1300.. 광 필터
1500.. 센싱부

Claims (23)

  1. 서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
    캐비티층(cavity layer); 및
    상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
    상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률(effective refractive index)) 보다 큰 두께를 가지며,
    상기 브래그 반사층은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층들을 포함하는 광 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티층은 하나의 물질층을 포함하거나 또는 서로 다른 굴절률을 가지는 복수의 물질층을 포함하는 광 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 물질층은 수평 또는 수직으로 배열되도록 마련되는 광 필터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 물질층은 1차원 형태 또는 2차원 형태로 배열되는 광 필터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 브래그 반사층은 분산 브래그 반사기(DBR; Distributed Bragg Reflector)를 포함하는 광 필터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 브래그 반사층은 실리콘을 포함하는 제1 물질층, 실리콘 산화물을 포함하는 제2 물질층 및 티타늄 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하는 제3 물질층을 포함하는 광 필터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함하는 광 필터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛을 포함하는 광 필터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 광대역 필터 유닛을 포함하는 광 필터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광대역 필터 유닛은 멀티 캐비티(multi-cavity) 구조 또는 금속 미러(metal mirror) 구조를 가지는 광 필터.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛 각각은 상기 적어도 하나의 대역 필터 유닛에 대응하도록 마련되는 광 필터.
  12. 서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
    캐비티층; 및
    상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
    상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께를 가지는 광 필터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 캐비티층은 하나의 물질층을 포함하거나 또는 서로 다른 굴절률을 가지는 복수의 물질층을 포함하는 광 필터.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함하는 광 필터.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛 또는 복수의 광대역 필터 유닛을 포함하는 광 필터.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛 각각은 상기 적어도 하나의 대역 필터 유닛에 대응하도록 마련되는 광 필터.
  17. 서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하는 광 필터; 및
    상기 광 필터를 투과한 광을 수광하는 센싱 소자;를 포함하고,
    상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
    캐비티층; 및
    상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
    상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께를 가지며,
    상기 브래그 반사층은 서로 다른 굴절률을 가지는 3개 이상의 물질층들을 포함하는 분광기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 필터는 상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함하는 분광기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛 또는 복수의 광대역 필터 유닛을 포함하는 분광기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 센싱 소자는 이미지 센서 또는 포토다이오드를 포함하는 분광기.
  21. 서로 다른 중심 파장들을 가지는 복수의 대역 필터 유닛을 포함하는 광 필터; 및
    상기 광 필터를 투과한 광을 수광하는 센싱 소자;를 포함하고,
    상기 복수의 대역 필터 유닛 각각은,
    캐비티층; 및
    상기 캐비티층의 상면 및 하면에 각각 마련되는 브래그 반사층;을 포함하고,
    상기 캐비티층은 λ/n (여기서, λ는 상기 대역 필터 유닛의 중심 파장, n은 상기 캐비티층의 유효 굴절률) 보다 큰 두께를 가지는 분광기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 광 필터는 상기 복수의 대역 필터 유닛에 마련되어 특정 파장 대역만을 투과시키는 복수의 추가 필터 유닛을 더 포함하는 분광기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 추가 필터 유닛은 복수의 컬러필터 유닛 또는 복수의 광대역 필터 유닛을 포함하는 분광기.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220134890A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 한국생산기술연구원 고분해능을 가지는 패브리-페로 필터
US11848343B2 (en) 2020-07-20 2023-12-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectral filter, and image sensor and electronic device including the spectral filter
US11914181B2 (en) 2020-04-08 2024-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical filter and spectrometer including the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210020469A (ko) 2019-08-14 2021-02-24 삼성전자주식회사 분광 카메라
KR20210079824A (ko) 2019-12-20 2021-06-30 삼성전자주식회사 편분광 필터, 편분광 필터 어레이, 및 편분광 센서
US11696043B2 (en) * 2020-07-01 2023-07-04 Spectricity White balance compensation using a spectral sensor system
EP4095574B1 (en) 2021-04-22 2024-06-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectral filter, and image sensor and electronic device including spectral filter
US20230093853A1 (en) * 2021-09-30 2023-03-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectral filter, and image sensor and electronic device including the spectral filter
KR20230053417A (ko) 2021-10-14 2023-04-21 삼성전자주식회사 이미지 획득 장치 및 방법, 이를 포함하는 전자 장치
KR20230083036A (ko) * 2021-12-02 2023-06-09 경북대학교 산학협력단 광학 이중 패브리-페로 간섭계 필름
US20240027663A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectral filter, image sensor including the spectral filter, and electronic device including the spectral filter
US20240074721A1 (en) * 2022-09-06 2024-03-07 Jubilant Draximage Inc. Imaging method for diagnosing cardiovascular disease

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726805A (en) * 1996-06-25 1998-03-10 Sandia Corporation Optical filter including a sub-wavelength periodic structure and method of making
GB9901858D0 (en) * 1999-01-29 1999-03-17 Secr Defence Optical filters
US6850366B2 (en) * 2002-10-09 2005-02-01 Jds Uniphase Corporation Multi-cavity optical filter
JP4401880B2 (ja) * 2004-07-09 2010-01-20 光伸光学工業株式会社 多重バンドパスフィルタ
JP4339755B2 (ja) * 2004-07-09 2009-10-07 光伸光学工業株式会社 光学多層膜バンドパスフィルタ
DE102006039071B4 (de) * 2006-08-09 2012-04-19 Universität Kassel Optisches Filter und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2960654B1 (fr) * 2010-05-27 2012-06-15 Commissariat Energie Atomique Filtre optique propre a traiter un rayonnement d'incidence variable et detecteur comprenant un tel filtre
DE102011111882A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Planarer hyperspektraler optischer Filter
CN104969352B (zh) * 2013-01-29 2018-04-06 唯亚威通讯技术有限公司 可变滤光器及基于此的波长选择传感器
US9823128B2 (en) * 2013-10-16 2017-11-21 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Multispectral imaging based on computational imaging and a narrow-band absorptive filter array
US10171757B2 (en) * 2013-10-23 2019-01-01 Nec Corporation Image capturing device, image capturing method, coded infrared cut filter, and coded particular color cut filter
US9699393B2 (en) * 2014-06-26 2017-07-04 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems for infrared and visible imaging with patterned infrared cutoff filters
DE102014014983A1 (de) * 2014-10-07 2016-04-07 Technische Universität Dresden Optisches Filterelement für spektroskopische Einrichtungen zur Umwandlung von spektralen Informationen in Ortsinformationen
WO2017058109A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules for the acquisition of spectral and distance data
US9960199B2 (en) * 2015-12-29 2018-05-01 Viavi Solutions Inc. Dielectric mirror based multispectral filter array
KR102255789B1 (ko) * 2016-08-30 2021-05-26 삼성전자주식회사 광학모듈 및 이를 이용한 광학디바이스
KR102395781B1 (ko) * 2017-03-24 2022-05-09 삼성전자주식회사 서브 파장 이중 격자를 포함하는 광학 필터 및 분광기
US10782460B2 (en) * 2017-05-22 2020-09-22 Viavi Solutions Inc. Multispectral filter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11914181B2 (en) 2020-04-08 2024-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical filter and spectrometer including the same
US11848343B2 (en) 2020-07-20 2023-12-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectral filter, and image sensor and electronic device including the spectral filter
KR20220134890A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 한국생산기술연구원 고분해능을 가지는 패브리-페로 필터

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EP3771892A1 (en) 2021-02-03
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