KR20220055919A

KR20220055919A - 다중 노치 필터 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20220055919A
Application number: KR1020200140499A
Authority: KR
Inventors: 유연재; 송민수; 김성연; 이준영
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-05-04

Abstract

본 발명은 홀로그래픽 광학 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 홀로그래픽 광학 소자에 적용되는 감광시트의 소재를 조절하며, 간섭패턴의 기록과정에서 참조빔의 입사각을 연속적으로 조절함으로써 홀로그래픽 광학 소자의 재생가능한 각도를 향상시키는 홀로그래픽 광학 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

다중 노치 필터 및 그의 제조방법{MULTI-NOTCH FILTER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 다중 노치 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 간섭패턴의 기록과정에서 제1 레이저 라인빔 및 제2 레이저 라인빔 각각의 입사각과 상기 다중 노치 필터에 포함되는 홀로그래픽 광학 소자의 두께를 조절함으로써, 노치필터의 광선택성을 향상시키는 다중 노치 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 홀로그램은 간섭성(coherent) 광원을 사용하여 영상정보를 포함하는 물체빔(object beam)와 참조빔(reference beam)의 간섭패턴을 감광재료에 기록하고, 간섭패턴이 기록된 감광재료에 기록 시 사용한 참조빔과 동일한 재생빔을 조사함으로써, 감광재료에 기록된 영상정보를 재생하는 기술을 말한다. 간섭패턴이 기록된 감광재료는 반사나 굴절 대신 회절을 이용하여 영상정보를 재생하므로, 이러한 감광재료는 회절 광학소자(diffraction optical elements, DOEs)의 한 종류로 분류되기도 한다.

홀로그래픽 광학 소자는 임의의 각도에서 광을 조사하여 입사시키는 경우 입사된 광이 파장에 따라 회절하는 각도가 달라지는 특성을 갖고 있다. 이러한 특성으로 인하여 재생빔의 파장 선폭이 넓은 경우 회절되는 광인 회절빔의 회절각 분산도가 증가하여 상기 홀로그래픽 광학 소자에 의하여 재생되는 이미지의 선명도가 적하되는 문제점이 있다.

또한, 상술한 것과 같이 재생빔의 파장 선폭을 감소시키기 위하여 기존의 스펙트럼 필터를 홀로그램 재생과정에서 이용하는 경우 투과율이 낮아 휘도가 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 홀로그램의 재생과정에서 선명도 및 휘도를 향상시키고 용이하게 목표하는 파장의 광선택성을 향상시킬 수 있는 노치 필터에 대한 개발이 시급한 실정이었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 홀로그램의 재생과정에서 조사되는 재생빔의 선폭을 조절하기 위해 사용되는 노치 필터의 투과율을 향상시킬 수 있는 다중 노치 필터 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시상태는 제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴이 기록된 제1 홀로그래픽 광학 소자; 및 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴이 기록된 제2 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하며, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 구비되는 것인 다중 노치 필터를 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자의 두께는 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이며, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03 이하인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자 두께는 각각 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이며, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03 이하인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 입사각은 532nm 파장의 레이저에 대하여 47 ° 이상 50 °이하인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 입사각은 532nm 파장의 레이저에 대하여 58 ° 이상 60 °이하인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다중 노치 필터 일면의 법선 방향으로 조사된 재생빔의 소정의 파장에 대한 투과율은 0 % 초과 10 % 미만인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴을 상기 제1 감광시트에 기록하여 제1 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계; 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴을 상기 제2 감광시트에 기록하여 제2 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계; 및 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 위치시키는 단계를 포함하는 다중 노치 필터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 다중 노치 필터는 재생빔의 파장 선폭을 용이하게 조절하는 동시에 상기 파장 선폭을 감소시키며, 투과율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 다중 노치 필터를 이용함으로써, 상기 다중 노치 필터를 투과한 재생빔이 홀로그램을 재생하는 경우 상기 이미지의 선명도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 다중 노치 필터의 제조 방법에 의하며, 상기 다중 노치 필터가 투과하는 광의 파장을 용이하게 선택할 수 있으며, 쉽게 상기 다중 노치 필터를 제조할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 간섭패턴 기록과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 다중 노치 필터를 나타낸 모식도이다.
도 3은 감광시트 일면의 법선과 평행한 532 nm의 파장인 레이저 라인빔과 각을 변화시키면서 532 nm의 파장인 레이저 라인빔을 조사하여 형성된 홀로그래픽 광학 소자의 상기 각에 따른 수직 반사 파장을 나타낸 그래프이다.
도 4는 참조예 1 내지 3에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 참조예 2-1 내지 2-4의 홀로그래픽 광학 소자의 재생빔에 따른 투과된 광의 파장과 투과율을 나타낸 그래프이다. 구체적으로 상기 재생빔은 간섭 패턴 기록 과정 중 조사한 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일한 광이다.
도 6은 참조예 2-1 내지 참조예 2-4를 모두 포함하는 다중 노치 필터를 제조하여 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 7 은 참조예 2-1 내지 참조예 2-4를 모두 포함하는 다중 노치 필터를 통과한 광인 실시예 1과 상기 노치필터 없는 광인 비교예 1를 촬영한 사진이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본원 명세서 전체에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본원 명세서 전체에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않으며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.

본원 명세서 전체에서, “간섭패턴”은 둘 이상의 빔의 간섭현상에 의하여 형성된 패턴을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, “입사각”은 광이 입사되는 면에 법선과 이루는 각을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, “조사각”은 광이 조사되는 면에 법선과 이루는 각을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, “재생 각도”는 재생빔을 각도를 변화시켜 조사하는 경우 상기 광학 소자의 패턴에 의하여 회절빔이 출사될 수 있는 각도를 의미한다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴이 기록된 제1 홀로그래픽 광학 소자를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자를 제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴으로 기록함으로써, 소정의 파장을 갖는 재생광을 회절시켜 상기 소정의 파장의 재생광의 투과율을 낮게 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴이 기록된 제2 홀로그래픽 광학 소자를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴으로 기록함으로써, 소정의 파장을 갖는 재생광을 회절시켜 상기 소정의 파장의 재생광의 투과율을 낮게 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 입사각과 상기 제2 입사각은 상이한 각인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제1 입사각과 상기 제2 입사각을 상이하게 하여 상기 제1 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔 각각과 간섭현상에 의하여 형성되는 제1 간섭패턴 및 제2 간섭패턴을 상이하게 구현함으로써, 상기 재생빔을 조사하는 경우 회절되는 파장을 상이하게 하므로 특정한 파장의 광투과율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔은 동일하거나 상이한 파장을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제1 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔은 동일한 파장을 갖는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 제1 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔은 동일한 파장을 갖도록 하여 제1 간섭패턴 및 제2 간섭패턴을 형성함으로써, 상이한 파장을 회절시켜 특정한 파장의 투과율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자는 상기 재생빔의 특정한 파장만을 회절시켜 상기 재생빔의 투과율을 낮게 구현할 수 있다. 상술한 것과 같이 특정한 파장만을 회절시킴으로써, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자는 회절시킨 재생빔의 투과율을 낮게 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자는 상기 재생빔의 특정한 파장만을 회절시켜 상기 재생빔의 투과율을 낮게 구현할 수 있다. 상술한 것과 같이 특정한 파장만을 회절시킴으로써, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자는 회절시킨 재생빔의 투과율을 낮게 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자와 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자가 회절시키는 재생빔의 파장은 동일하거나 상이할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자와 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자가 회절시키는 재생빔의 파장은 상이할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자와 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자가 회절시키는 재생빔의 파장을 동일하거나 상이하게 구현함으로써, 상기 다중 노치 필터의 특정파장의 광투과율을 현저히 낮게 구현하거나 상이한 두 파장의 광투과율을 낮게 구현하여 투과되는 광의 파장 선폭을 좁게 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 및 제2 감광시트는 감광층을 포함하는 필름 형태일 수 있다. 또한, 감광층은 감광재료를 포함할 수 있다. 홀로그래픽 광학소자의 복제에 사용될 수 있는 다양한 종류의 감광재료가 제한없이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 감광재료는, 포토폴리머(photopolymer), 포토레지스트(photoresist), 실버 팔라이드 에멀젼(silver halide emulsion), 중크롬산 젤라틴(dichromated gelatin), 포토그래픽 에멀젼(photographic emulsion), 포토써모플라스틱(photothermoplastic) 또는 광회절(photorefractive) 재료 등이 사용될 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 감광재료를 선택함으로써, 상기 레이저 라인빔들의 간섭패턴을 명확하게 형성시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 및 제2 감광시트는, 감광층만을 포함할 수 있고, 또는 감광층과 상기 감광층에 대한 기재를 함께 포함할 수도 있다. 상술한 것과 같이 감광시트가 감광층만을 포함하는 경우 상기 다중 노치 필터의 부피를 최소화할 수 있으며, 상술한 것과 같이 기재를 더 포함하는 경우 감광시트의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재는 광학적으로 투명하면서 이방성이 없는 필름일 수 있고, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 또는 폴리에틸렌 테르프탈레이트(PET) 등을 포함하는 기재일 수 있으나, 특별히 제한되지는 않는다. 상술한 것으로부터 기재를 선택함으로써, 상기 감광시트의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다중 노치 필터는 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 및 제2 홀로그래픽 광학 소자 이외에 추가적인 홀로그래픽 광학 소자를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 및 제2 홀로그래픽 광학 소자와 동일한 또는 유사한 홀로그래픽 광학 소자이거나 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 및 제2 홀로그래픽 광학 소자와 상이한 홀로그래픽 광학 소자를 더 포함할 수 있다. 상술한 것과 같은 홀로그래픽 광학 소자를 더 포함함으로써, 특정한 파장의 회절효율을 향상시켜 재생빔의 파장 선폭을 명확하게 구현하거나 다수의 특정한 파장을 투과시킬 수 있다. 본 명세서에서 “파장 선폭을 명확하게 구현하는 것”은 회절되어 투과되지 않은 투과율과 투과되는 빛의 투과율의 차이가 현저하게 큰 것을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔, 상기 제2 레이저 라인빔 및 상기 제3 레이저 라인빔의 파장은 특별히 제한되지 않으며, 제조되는 홀로그래픽 광학 소자의 용도를 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저 라인빔은 어느 한 파장의 단일 레이저, 혹은 둘 이상의 서로 다른 파장의 레이저를 사용할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제1 레이저 라인빔, 상기 제2 레이저 라인빔 및 상기 제3 레이저 라인빔의 파장을 단일 파장인 레이저로 선택함으로써, 상기 제1 간섭패턴 및 제2 간섭패턴을 효과적으로 기록할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔, 제2 레이저 라인빔 및/또는 제3 레이저 라인빔은 연속파(CW: continuous wave) 레이저일 수 있다. 연속파 레이저는 펄스 레이저(pulse laser)에 비하여 안정적인 출력을 가지므로, 감광재료의 노광영역에 광학 특성이 균일한 간섭 패턴을 기록할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔, 제2 레이저 라인빔 및/또는 제3 레이저 라인빔은 단일 종모드(single longitudinal mode)의 레이저일 수 있다. 다중 모드 레이저를 사용하는 경우, 간섭현상이 발생하는 빛 간의 간섭성(coherency)이 떨어질 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 감광시트의 광 특성은 회절되는 레이저의 강도(intensity)에 따라 결정될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 레이저 라인빔은, 레이저 라인빔이 조사되는 감광 시트의 전 영역에서 동일한 강도(intensity)를 갖도록 조절되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔, 제2 레이저 라인빔 및/또는 제3 레이저 라인빔이 갖는 선폭은 특별히 제한되지 않는다. 본 출원에서 레이저 라인빔의 선폭이란, 레이저 라인빔을 평면상에 조사하였을 때 선형인 조사영역이 가지는 폭을 의미한다. 예를 들어, 조사되는 시간 동안 그리고 조사되는 영역에서 레이저 빔의 균일한 강도를 유지할 수 있도록 하려면, 선폭은 100 μm 내지 10 cm 범위에서 조절되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 범위에만 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔 및/또는 제 2 레이저 라인빔은 감광시트에 조사될 때, 소정의 입사각을 가지도록 조사된다. 상기 레이저 라인빔의 감광시트에 대한 입사각은, 입사되는 평면의 법선에 대해 레이저 라인빔이 이루는 각도를 지칭할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 레이저 라인빔 및 제3 레이저 라인빔은, 상기 제1 감광시트의 감광층 내부에서 간섭이 일어나도록 조사된다. 홀로그래픽 광학 소자의 제조 분야에 있어서, 감광재료에 홀로그램을 기록하기 위해서는 간섭성인 물체파와 기준파가 사용되어야 하며, 상기 물체파와 기준파가 감광재료 내부에서 간섭하여 감광재료에 간섭패턴이 기록되도록 상기 물체파와 기준파가 감광재료에 조사되어야 한다는 것이 공지되어 있다. 본 출원의 방법에서도, 서로 간섭성인 제1 레이저 라인빔과 제3 레이저 라인빔은 감광층 내부에서 간섭할 수 있도록 조사될 수 있다. 구체적으로, 상기 2개의 레이저 라인빔은, 각각이 조사되는 제1 감광시트의 선형 영역이 동일하거나 또는 반대되는 각 일면 상에서 서로 일치하도록 조사될 수 있다. 예를 들어, 제1 감광시트의 어느 한 일면에 제1 레이저 라인빔을 조사하고, 상기 면의 반대면에 제3 레이저 라인빔을 조사하는 경우, 상이한 반대일면 상이지만, 제1 레이저 라인빔이 조사되는 영역과 제3 레이저 라인빔이 조사되는 영역은 각 일면에서 서로 대응되는 위치를 갖는다. 그에 따라, 제1 감광시트에 포함된 감광층 내부에서 제1 레이저 라인빔 및 제3 레이저 라인빔이 진행하는 각각의 광로가 서로 중첩되고, 간섭이 일어날 수 있다. 또한, 감광시트의 동일한 일면에 제 1 레이저 라인빔과 제 3 레이저 라인빔을 조사하는 경우에는, 제1 레이저 라인빔과 제3 레이저 라인빔은 동일한 일면에서 동일한 영역을 조사한다. 그에 따라, 제1 감광시트에 포함된 감광층 내부에서 제 1 레이저 라인빔 및 제3 레이저 라인빔이 진행하는 각각의 광로가 서로 중첩되고, 간섭이 일어날 수 있다.

마찬가지로 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 레이저 라인빔 및 제3 레이저 라인빔은, 상기 제2 감광시트의 감광층 내부에서 간섭이 일어나도록 조사된다. 홀로그래픽 광학 소자의 제조 분야에 있어서, 감광재료에 홀로그램을 기록하기 위해서는 간섭성인 물체파와 기준파가 사용되어야 하며, 상기 물체파와 기준파가 감광재료 내부에서 간섭하여 감광재료에 간섭패턴이 기록되도록 상기 물체파와 기준파가 감광재료에 조사되어야 한다는 것이 공지되어 있다. 본 출원의 방법에서도, 서로 간섭성인 제2 레이저 라인빔과 제3 레이저 라인빔은 감광층 내부에서 간섭할 수 있도록 조사될 수 있다. 구체적으로, 상기 2개의 레이저 라인빔은, 각각이 조사되는 제2 감광시트의 선형 영역이 동일하거나 또는 반대되는 각 일면 상에서 서로 일치하도록 조사될 수 있다. 예를 들어, 제2 감광시트의 어느 한 일면에 제2 레이저 라인빔을 조사하고, 상기 면의 반대면에 제3 레이저 라인빔을 조사하는 경우, 상이한 반대일면 상이지만, 제2 레이저 라인빔이 조사되는 영역과 제3 레이저 라인빔이 조사되는 영역은 각 일면에서 서로 대응되는 위치를 갖는다. 그에 따라, 제2 감광시트에 포함된 감광층 내부에서 제2 레이저 라인빔 및 제3 레이저 라인빔이 진행하는 각각의 광로가 서로 중첩되고, 간섭이 일어날 수 있다. 또한, 감광시트의 동일한 일면에 제2 레이저 라인빔과 제 3 레이저 라인빔을 조사하는 경우에는, 제2 레이저 라인빔과 제3 레이저 라인빔은 동일한 일면에서 동일한 영역을 조사한다. 그에 따라, 제2 감광시트에 포함된 감광층 내부에서 제2 레이저 라인빔 및 제3 레이저 라인빔이 진행하는 각각의 광로가 서로 중첩되고, 간섭이 일어날 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자(111)는 제1 감광시트(101) 일면에 제1 입사각(θ1)으로 입사된 제1 레이저 라인빔(L1) 및 상기 제1 레이저 라인빔(L1)이 입사된 제1 감광시트(101) 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔(L3)의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴이 기록된다. 본 명세서에서 제1 레이저 라인빔(L1)과 제3 레이저 라인빔(L3)의 간섭현상에 의하여 형성된 패턴을 제1 간섭패턴이라고 정의한다. 도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 간섭패턴 기록과정을 나타낸 모식도이다. 구체적으로 도 1을 참고하면, 상기 제1 감광시트(101)의 일면에 제1 레이저 라인빔(L1)을 입사시킨 후 상기 일면과 수직으로 제3 레이저 라인빔(L3)을 입사시키고 상기 레이저 라인빔들 상호 간에 간섭현상이 일어나게 된다. 이후 상기 간섭패턴이 제1 감광시트(101) 내에 입사하게 되어 상기 간섭현상에서 중첩되는 부분(보강간섭이 일어나는 부분)은 제1 감광시트(101) 내의 성분들이 추가중합반응이 일어나 굴절률이 변하게 된다. 또한, 상기 중첩되지 않는 부분(상쇄간섭이 일어나는 부분)은 추가중합반응이 약하게 일어나 굴절률이 약하게 변하게 되어 상기 간섭패턴에 따라 패턴이 기록된다. 따라서, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자(111)에 기록된 패턴에 의하여 재생빔(PB)을 입사시키는 경우 상기 굴절률이 상이한 패턴에 의하여 광이 일정하게 굴절된다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자(103)는 제2 감광시트(103) 일면에 제2 입사각(θ2)으로 입사된 제2 레이저 라인빔(L2) 및 상기 제2 레이저 라인빔(L2)이 입사된 제2 감광시트(103) 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔(L3)의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴이 기록된다. 본 명세서에서 제2 레이저 라인빔(L2)과 제3 레이저 라인빔(L3)의 간섭현상에 의하여 형성된 패턴을 제2 간섭패턴이라고 정의한다. 구체적으로 도 1을 참고하면, 상기 제2 감광시트(103)의 일면에 제2 레이저 라인빔(L2)을 입사시킨 후 상기 일면과 수직으로 제3 레이저 라인빔(L3)을 입사시키고 상기 레이저 라인빔들 상호 간에 간섭현상이 일어나게 된다. 이후 상기 간섭패턴이 제2 감광시트(103) 내에 입사하게 되어 상기 간섭현상에서 중첩되는 부분(보강간섭이 일어나는 부분)은 제2 감광시트(103) 내의 성분들이 추가중합반응이 일어나 굴절률이 변하게 된다. 또한, 상기 중첩되지 않는 부분(상쇄간섭이 일어나는 부분)은 추가중합반응이 약하게 일어나 굴절률이 약하게 변하게 되어 상기 간섭패턴에 따라 패턴이 기록된다. 따라서, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자(113)에 기록된 패턴에 의하여 재생빔(PB)을 입사시키는 경우 상기 굴절률이 상이한 패턴에 의하여 광이 일정하게 굴절된다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 구비된다. 상술한 것과 같이 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자가 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 구비됨으로써, 상기 다중 노치 필터에 의하여 투과되는 재생빔의 파장 선폭을 감소시킬 수 있으며, 투과되는 재생빔의 투과율을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 다중 노치 필터를 나타낸 모식도이다. 도 2를 참고하면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자(113)는 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자(111) 상에 구비되며, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자(111)와 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자(113)가 접하지 않은 면에 추가적으로 하나 이상의 홀로그래픽 광학 소자가 구비될 수 있다. 상술한 것과 같이 추가적으로 하나 이상의 홀로그래픽 광학 소자가 구비됨으로써, 상기 다중 노치 필터(100)에 의하여 투과되는 재생빔(PB)의 파장 선폭을 감소시킬 수 있으며, 투과되는 재생빔(PB)의 투과율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 두께는 각각 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 두께를 조절함으로써, 상기 다중 노치 필터의 투과율을 향상시키며, 투과되는 광의 파장 선폭을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03 이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이를 조절함으로써, 상기 다중 노치 필터의 투과율을 향상시키며, 투과되는 광의 파장 선폭을 감소시킬 수 있고 투과되는 광의 균일성을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자 두께는 각각 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자 두께를 조절함으로써, 상기 다중 노치 필터의 투과율을 향상시키며, 투과되는 광의 파장 선폭을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03 이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이를 조절함으로써, 상기 다중 노치 필터의 투과되는 광의 파장 선폭을 감소시킬 수 있고 투과되는 광의 균일성을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 입사각은 532nm 파장의 레이저에 대하여 47 ° 이상 50 °이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제1 입사각을 조절함으로써, 상기 간섭패턴의 간섭 패턴 주기를 조절하며, 재생빔을 조사하는 경우 회절되는 파장을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 입사각은 532nm 파장의 레이저에 대하여 58 ° 이상 60 °이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제2 입사각을 조절함으로써, 상기 간섭패턴의 간섭 패턴 주기를 조절하며, 재생빔을 조사하는 경우 회절되는 파장을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다중 노치 필터 일면의 법선 방향으로 조사된 재생빔의 소정의 파장에 대한 투과율은 0 % 초과 10 % 미만인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 투과율을 조절함으로써, 상기 다중 노치 필터의 파장 선폭을 낮게 구현하며, 광선택성을 향상시켜 재생광의 선명도와 휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴을 상기 제1 감광시트에 기록하여 제1 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계; 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴을 상기 제2 감광시트에 기록하여 제2 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계; 및 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 위치시키는 단계를 포함하는 다중 노치 필터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴을 상기 제1 감광시트에 기록하여 제1 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계를 포함한다. 상술한 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자를 구비함으로써, 소정의 파장을 갖는 재생광을 회절시켜 상기 소정의 파장의 재생광의 투과율을 낮게 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴을 상기 제2 감광시트에 기록하여 제2 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계를 포함한다. 상술한 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 구비함으로써, 소정의 파장을 갖는 재생광을 회절시켜 상기 소정의 파장의 재생광의 투과율을 낮게 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 위치시키는 단계를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 위치시키는 단계를 포함함으로써, 상기 다중 노치 필터에 의하여 투과되는 재생빔의 파장 선폭을 감소시킬 수 있으며, 투과되는 재생빔의 투과율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 간섭패턴이 기록된 제1 감광시트 및 제2 감광시트를 가시광선 내지 자외선 영역의 파장을 갖는 광을 조사하여 표백 (bleaching)하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 간섭패턴이 기록된 감광시트를 표백하는 단계를 포함함으로써, 감광시트에 포함된 포토폴리머 수지 내에 반응하지 않은 광반응성 단량체의 반응을 완결시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 표백하는 단계의 조사되는 광의 파장은 가시광선 영역 또는 자외선 영역일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 표백하는 단계의 조사되는 광의 파장을 조절함으로써, 상기 감광시트 내에 반응하지 않은 광반응성 단량체의 반응을 효과적으로 완결시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 표백하는 단계 이후 상기 감광시트를 추가경화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 경화는 열경화 또는 광경화일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 감광시트를 추가 경화함으로써, 상기 감광시트에 기록된 간섭패턴을 더욱 고정시켜 고온 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

도 3은 감광시트 일면의 법선과 평행한 532 nm의 파장인 레이저 라인빔과 각을 변화시키면서 532 nm의 파장인 레이저 라인빔을 조사하여 형성된 홀로그래픽 광학 소자의 상기 각에 따른 수직 반사 파장을 나타낸 그래프이다. 구체적으로 감광시트 일면에 법선과 평행한 532 nm의 파장인 레이저 라인빔을 조사하고 상기 일면에 각을 변화시켜가며 다른 532 nm의 파장인 레이저 라인빔을 조사하여 간섭패턴을 형성시킨 홀로그래픽 광학 소자에 상기 감광시트 일면에 법선과 평행한 532 nm의 파장인 재샘빔을 조사하는 경우 반사되어 나오는 광의 파장을 측정한 것이다. 도 3을 참고하면, 상기 각을 변화시킴에 따라 파장이 변화하는 것을 확인할 수 있으며, 각이 증가할수록 파장이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

참조예 1-1

레이저 라인빔(파장=532 nm)으로 두께가 8㎛인 감광시트 일면에 47 °의 입사각으로 입사키기고 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔(파장=532 nm)으로 입사시켜 간섭패턴을 기록하고 상기 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일하게 재생빔을 조사하는 경우 회절되는 광이 640 nm가 되도록 홀로그래픽 광학 소자를 제조하였다.

참조예 1-2

상기 참조예 1-1에서 두께가 15㎛인 감광시트를 사용한 것을 제외하고 상기 참조예 1과 동일하게 홀로그래픽 광학 소자를 제조하였다.

참조예 1-3

상기 참조예 1-3에서 두께가 70㎛인 감광시트를 사용한 것을 제외하고 상기 참조예 1과 동일하게 홀로그래픽 광학 소자를 제조하였다.

도 4는 참조예 1-1 내지 1-3에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 4를 참고하면, 참조예 1-1은 감광시트의 두께가 얇아 회절효율이 낮은 것을 확인하였다. 이에 비하여 참조예 1-2 및 1-3은 15㎛ 내지 70㎛을 만족함으로써 회절효율이 높은 것을 확인하였다.

참조예 2-1

532 nm의 파장인 레이저 라인빔으로 두께 70㎛인 감광시트 일면에 47 °의 입사각으로 입사키기고 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인(파장=532 nm)으로 입사시켜 간섭패턴을 기록하고 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일하게 재생빔을 조사하여 투과된 광의 파장과 투과율을 측정하였다.

참조예 2-2

참조예 2-1에서 입사각을 47 °에서 50 °로 변화시킨 것을 제외하고 동일하게 간섭패턴을 기록한 후 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일하게 재생빔을 조사하여 투과된 광의 파장과 투과율을 측정하였다.

참조예 2-3

참조예 2-1에서 입사각을 47 °에서 58 °로 변화시킨 것을 제외하고 동일하게 간섭패턴을 기록한 후 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일하게 재생빔을 조사하여 투과된 광의 파장과 투과율을 측정하였다.

참조예 2-4

참조예 2-1에서 입사각을 47 °에서 60 °로 변화시킨 것을 제외하고 동일하게 간섭패턴을 기록한 후 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일하게 재생빔을 조사하여 투과된 광의 파장과 투과율을 측정하였다.

도 5는 참조예 2-1 내지 2-4의 홀로그래픽 광학 소자의 재생빔에 따른 투과된 광의 파장과 투과율을 나타낸 그래프이다. 구체적으로 상기 재생빔은 간섭 패턴 기록 과정 중 조사한 상기 감광시트 일면의 법선과 평행한 다른 레이저 라인빔과 동일한 광이다. 도 5를 참고하면, 참조예 2-1 및 참조예 2-2는 약 600nm 부근에서 투과울이 급격히 낮아지는 것을 확인하였다. 나아가, 참조예 2-3 및 참조예 2-4는 약 630nm 부근에서 투과울이 급격히 낮아지는 것을 확인하였다. 따라서, 상기 참조예 2-1 및 참조예 2-2 중 어느 하나와 참조예 2-3 및 참조예 2-4 중 어느 하나를 조합하여 다중 노치 필터를 제조하면 특정한 파장 범위에서만 광을 통과시킬 수 있음을 확인하였다.

도 6은 참조예 2-1 내지 참조예 2-4를 모두 포함하는 다중 노치 필터를 제조하여 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 6을 참고하면 상기 다중 노치 필터는 약 615nm 파장의 광만을 투과하고 주위 파장의 광을 차단하는 것을 확인하였다.

도 7 은 참조예 2-1 내지 참조예 2-4를 모두 포함하는 다중 노치 필터를 통과한 광인 실시예 1과 상기 노치필터 없는 광인 비교예 1를 촬영한 사진이다. 상기 도 7을 참고하면, 특정한 파장만을 투과하는 다중 노치 필터를 통과한 광인 실시예 1은 선명도가 증가하지만, 상기 다중 노치 필터가 없는 광인 비교예 1은 선명도가 감소하는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명의 다중 노치 필터 및 그의 제조방법은 상기 다중 노치 필터의 두께와 간섭패턴 기록시 각도를 조절하여 다중 노치 필터를 통과하는 재생빔의 파장 선폭을 감소시켜 선명도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 다중 노치 필터
101: 제1 감광시트
103: 제2 감광시트
111: 제1 홀로그래픽 광학 소자
113: 제2 홀로그래픽 광학 소자
θ: 레이저 라인빔의 입사각
L1: 제1 레이저 라인빔
L2: 제2 레이저 라인빔
L3: 제3 레이저 라인빔
PB: 재생빔

Claims

제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴이 기록된 제1 홀로그래픽 광학 소자; 및 제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴이 기록된 제2 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하며,
상기 제2 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 구비되는 것인,
다중 노치 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 홀로그래픽 광학 소자의 두께는 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이며,
상기 제1 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03 이하인 것인,
다중 노치 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 홀로그래픽 광학 소자 두께는 각각 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이며,
상기 제2 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03 이하인 것인,
다중 노치 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 입사각은 532nm 파장의 레이저에 대하여 47 ° 이상 50 °이하인 것인,
다중 노치 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 입사각은 532nm 파장의 레이저에 대하여 58 ° 이상 60 °이하인 것인,
다중 노치 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 다중 노치 필터 일면의 법선 방향으로 조사된 재생빔의 소정의 파장에 대한 투과율은 0 % 초과 10 % 미만인 것인,
다중 노치 필터.
제1 감광시트 일면에 제1 입사각으로 입사된 제1 레이저 라인빔 및 상기 제1 레이저 라인빔이 입사된 제1 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제1 간섭패턴을 상기 제1 감광시트에 기록하여 제1 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계;
제2 감광시트 일면에 제2 입사각으로 입사된 제2 레이저 라인빔 및 상기 제2 레이저 라인빔이 입사된 제2 감광시트 일면에 수직입사된 제3 레이저 라인빔의 간섭현상에 의한 제2 간섭패턴을 상기 제2 감광시트에 기록하여 제2 홀로그래픽 광학 소자를 구비하는 단계; 및
상기 제1 홀로그래픽 광학 소자 상에 상기 제2 홀로그래픽 광학 소자를 위치시키는 단계를 포함하는,
다중 노치 필터의 제조 방법.