KR20230166307A - Acousto-optic tunable filter using a mercurous bromide crystal - Google Patents

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KR20230166307A
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조현일
김동균
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송용휘
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(주)그린광학
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Abstract

할로겐화수은 결정을 이용한 음향광학가변필터가 개시된다. 본 발명에 따른 음향광학가변필터는, 할로겐화수은 재질로 형성되고, 상면, 하면 및 복수의 측면을 가진 다면체 형상을 가지며, 단위 길이 n에 대하여 상기 상면, 상기 하면 및 상기 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35n이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21n인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성된 음향광학소자; 및 상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 결합되어 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서를 포함하되, 상기 복수의 측면은, 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 24n의 길이를 가진 제1 측면; 상기 제1 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110] 면에 위치하며, 4n의 길이를 가진 제2 측면; 상기 제2 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 상기 가상의 직육면체의 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 20n의 길이를 가진 제3 측면; 및 상기 제1 측면의 타측에서 절곡되어 이어지고, 16n의 길이를 가진 제4 측면;을 포함하고, 상기 트랜스듀서는 상기 제1 측면의 일측에 결합되고, 상기 제1 측면의 길이 방향을 따라 8n 이하의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.An acousto-optical variable filter using mercury halide crystals is disclosed. The variable acousto-optic filter according to the present invention is formed of a mercury halide material and has a polyhedral shape with an upper surface, a lower surface, and a plurality of side surfaces, and the upper surface, the lower surface, and the plurality of side surfaces all have a Miller index for unit length n. Acousto-optics formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose first side is 35n long on a surface located on the [001] plane and whose second side adjacent to the first side has a length of 21n on a surface located on the Miller index [110] plane. device; and a transducer coupled to one of the plurality of sides and configured to radiate sound waves, wherein the plurality of sides form an angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index plane, and have a length of 24n. A first side with; a second side that is bent and connected to one side of the first side, is located on the Miller index [110] plane, and has a length of 4n; A third side is bent at one side of the second side, extends between a surface located on the Miller index [110] plane of the virtual rectangular parallelepiped, and a surface located on the Miller index [001] plane, and has a length of 20n. ; and a fourth side that is bent and connected to the other side of the first side and has a length of 16n, wherein the transducer is coupled to one side of the first side and has a length of 8n or less along the longitudinal direction of the first side. It is characterized by having a length of.

Description

할로겐화수은 결정을 이용한 음향광학가변필터{ACOUSTO-OPTIC TUNABLE FILTER USING A MERCUROUS BROMIDE CRYSTAL}Acousto-optical variable filter using mercury halide crystals {ACOUSTO-OPTIC TUNABLE FILTER USING A MERCUROUS BROMIDE CRYSTAL}

본 발명은 대역 필터에 관한 것으로서, 구체적으로는 할로겐화수은 결정을 이용하여 장파장 적외선 대역의 파장을 검출할 수 있는 음향광학가변필터(AOTF)에 관한 것이다.The present invention relates to a bandpass filter, and specifically to an acousto-optical tunable filter (AOTF) that can detect wavelengths in the long-wavelength infrared band using mercury halide crystals.

음향광학 효과(acousto-optic effect)란 음파(acoustic wave)가 매질에 가해질 때 매질 내에서 빛의 굴절률이 변화하는 현상을 일컫는다. 즉, 투명한 매질에 음파 또는 초음파 대역의 파동이 가해지면, 이는 매질의 굴절률을 주기적으로 변화시킨다. 굴절률의 변화에 따라, 해당 매질을 통과하는 광빔(optical beam)은 그대로 통과하는 0차 회절광을 포함하여 -2차, -1차, 0차, 1차, 2차 회절광 등으로 회절될 수 있다. 음향광학가변필터(acousto-optic tunable filter; AOTF)는 이와 같은 음향광학 효과를 이용하여 입사되는 광빔에 포함된 특정 파장의 광을 분리하여 검출한다.The acousto-optic effect refers to a phenomenon in which the refractive index of light changes within a medium when an acoustic wave is applied to the medium. In other words, when sound waves or waves in the ultrasonic band are applied to a transparent medium, this periodically changes the refractive index of the medium. Depending on the change in refractive index, the optical beam passing through the medium may be diffracted into -2nd, -1st, 0th, 1st, and 2nd diffracted light, including 0th order diffracted light that passes as is. there is. An acousto-optic tunable filter (AOTF) uses this acousto-optic effect to separate and detect light of a specific wavelength included in an incident light beam.

음향광학가변필터는 분광특성을 전자적으로 제어함으로써, 영상 획득 시간을 극소화하여 탐지 확률을 높일 뿐 아니라 피사체의 편광특성 측정, 다파장 영상의 동시 획득 등을 가능하게 한다. 음향광학가변필터가 장파장 적외선(long-wave infrared; LWIR) 대역의 광을 검출하는 데 사용될 수 있다면, 생화학 작용제의 원격 탐지, 오염물질 확산의 모니터링, 광물탐사 등 다양한 용도에 적용될 수 있어 특히 유용할 것으로 전망되나, 장파장 적외선 대역에서 우수한 음향광학 특성을 나타내는 물질이 많지 않아 해당 대역에서 적용가능한 음향광학가변필터의 개발에 대한 필요가 크다. By controlling the spectral characteristics electronically, the acousto-optic variable filter not only increases the probability of detection by minimizing the image acquisition time, but also enables measurement of the polarization characteristics of the subject and simultaneous acquisition of multi-wavelength images. If a tunable acousto-optic filter can be used to detect light in the long-wave infrared (LWIR) band, it will be particularly useful as it can be applied to a variety of applications such as remote detection of biochemical agents, monitoring of the spread of pollutants, and mineral exploration. However, there are not many materials that exhibit excellent acousto-optic properties in the long-wave infrared band, so there is a great need for the development of a tunable acousto-optic filter applicable in that band.

또한, 음향광학가변필터에서는 음향각(acoustic angle), 워크오프각(walk-off angle), 회절각(diffraction angle) 등 음향광학가변필터의 표면이 이루는 각도가 중요한 의미를 가지나, 음향광학가변필터는 음향광학 특성을 나타내는 결정체의 표면을 연마하여 제작하는 것이기에 표면의 각도를 위주로 음향광학가변필터를 제작함에는 어려움이 따른다.In addition, in an acousto-optic variable filter, the angles formed by the surface of the acousto-optic variable filter, such as acoustic angle, walk-off angle, and diffraction angle, are important. Because it is manufactured by polishing the surface of a crystal that exhibits acousto-optic properties, it is difficult to manufacture an acousto-optic variable filter focusing on the angle of the surface.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 장파장 적외선 대역의 광을 검출할 수 있는 음향광학가변필터를 제공하려는 것이다.Therefore, the present invention was developed to solve the above-mentioned problems, and one aspect of the present invention is to provide a variable acousto-optic filter capable of detecting light in the long-wavelength infrared band.

또한, 본 발명의 일측면은 음향광학 결정체의 표면의 치수를 위주로 음향광학가변필터를 설계함으로써 더욱 쉬운 방법으로 제작할 수 있는 음향광학가변필터를 제공하려는 것이다.In addition, one aspect of the present invention is to provide a variable acousto-optic filter that can be manufactured in an easier manner by designing the acousto-optic variable filter based on the surface dimensions of the acousto-optic crystal.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become clearer through the examples described below.

본 발명의 일측면에 따른 음향광학가변필터는, 할로겐화수은 재질로 형성되고, 상면, 하면 및 복수의 측면을 가진 다면체 형상을 가지며, 단위 길이 n에 대하여 상기 상면, 상기 하면 및 상기 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35n이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21n인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성된 음향광학소자; 및 상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 결합되어 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 복수의 측면은, 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 24n의 길이를 가진 제1 측면; 상기 제1 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110] 면에 위치하며, 4n의 길이를 가진 제2 측면; 상기 제2 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 상기 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 20n의 길이를 가진 제3 측면; 및 상기 제1 측면의 타측에서 절곡되어 이어지고, 16n의 길이를 가진 제4 측면;을 포함할 수 있고, 상기 트랜스듀서는 상기 제1 측면의 일측에 결합되고, 상기 제1 측면의 길이 방향을 따라 8n 이하의 길이를 가질 수 있다.The variable acousto-optic filter according to one aspect of the present invention is formed of a mercury halide material and has a polyhedral shape with an upper surface, a lower surface, and a plurality of side surfaces, and for unit length n, the upper surface, the lower surface, and the plurality of side surfaces are All are inscribed in an imaginary rectangular parallelepiped whose length of the first side is 35n on the surface located on the Miller index [001] plane, and where the length of the second side adjacent to the first side is 21n on the surface located on the Miller index [110] plane. Formed acousto-optic element; and a transducer coupled to one of the plurality of sides and configured to radiate sound waves, wherein the plurality of sides form an angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index plane, a first side with a length of 24n; a second side that is bent and connected to one side of the first side, is located on the Miller index [110] plane, and has a length of 4n; A third side is bent at one side of the second side, extends between a surface located on the Miller index [001] plane of the virtual rectangular parallelepiped, and a surface located on the Miller index [110] plane, and has a length of 20n. ; and a fourth side that is bent and connected to the other side of the first side and has a length of 16n, wherein the transducer is coupled to one side of the first side and extends along the longitudinal direction of the first side. It can have a length of 8n or less.

위와 같은 음향광학가변필터는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 측면은 상기 제3 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 제5 측면을 더 포함할 수 있다. The above variable acousto-optic filter may include one or more of the following embodiments. For example, the plurality of side surfaces may be bent and connected to one side of the third side surface, and may further include a fifth side surface located on the Miller index [001] plane.

일부 실시예에서는 상기 제5 측면이 8n의 길이를 가질 수 있고, 상기 복수의 측면은 상기 제5 측면의 일측과 상기 제4 측면의 타측 사이에서 이어지는 제6 측면을 더 포함할 수도 있다. In some embodiments, the fifth side may have a length of 8n, and the plurality of sides may further include a sixth side extending between one side of the fifth side and the other side of the fourth side.

본 발명의 다른 일측면에 따른 음향광학가변필터는, 할로겐화수은 재질로 형성되고, 상면, 하면 및 복수의 측면을 가진 다면체 형상을 가지며, 단위 길이 n에 대하여 상기 상면, 상기 하면 및 상기 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50n이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29n인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성된 음향광학소자; 및 상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 결합되어 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 복수의 측면은, 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 40n의 길이를 가진 제1 측면; 상기 제1 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 상기 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 37n의 길이를 가진 제2 측면; 및 상기 제1 측면의 타측에서 절곡되어 이어지고, 16n의 길이를 가진 제3 측면;을 포함할 수 있고, 상기 트랜스듀서는 상기 제1 측면의 일측에 결합되고, 상기 제1 측면의 길이 방향을 따라 14n 이하의 길이를 가질 수 있다.The variable acousto-optic filter according to another aspect of the present invention is formed of a mercury halide material and has a polyhedral shape with an upper surface, a lower surface, and a plurality of side surfaces, and the upper surface, the lower surface, and the plurality of side surfaces for unit length n. All are inscribed in an imaginary rectangular parallelepiped whose length of the first side is 50n on the surface located on the Miller index [001] plane, and where the length of the second side adjacent to the first side is 29n on the surface located on the Miller index [110] plane. an acousto-optic element formed to do so; and a transducer coupled to one of the plurality of sides and configured to radiate sound waves, wherein the plurality of sides form an angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index plane, a first side with a length of 40n; A second side is bent at one side of the first side, extends between a surface located on the Miller index [001] plane of the virtual cuboid, and a surface located on the Miller index [110] plane, and has a length of 37n. ; and a third side that is bent and connected to the other side of the first side and has a length of 16n, wherein the transducer is coupled to one side of the first side and extends along the longitudinal direction of the first side. It can have a length of 14n or less.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명은 아래의 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다. According to the means for solving the problems of the present invention as discussed above, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not require all of the following effects to be achieved.

본 발명의 일실시예는 장파장 적외선 대역의 광을 검출할 수 있고 낮은 RF 주파수로 사용이 가능한 음향광학가변필터를 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention can provide an acousto-optic variable filter that can detect light in the long-wavelength infrared band and can be used at low RF frequencies.

또한, 본 발명의 일실시예는 할로겐화수은 결정을 이용하여 장파장 적외선 대역의 광을 검출하되, 할로겐화수은 결정의 쪼개짐에 의한 불량이 발생할 가능성을 낮출 수 있고 더 쉬운 제작방법을 가능하게 하는 음향광학가변필터를 제공할 수 있다.In addition, one embodiment of the present invention detects light in the long-wavelength infrared band using a mercury halide crystal, but can reduce the possibility of defects due to splitting of the mercury halide crystal and enables an easier manufacturing method. Filters can be provided.

또한, 본 발명의 일실시예는 더욱 넓은 시야각으로 장파장 적외선 대역의 광을 검출할 수 있는 음향광학가변필터를 제공할 수 있다.Additionally, an embodiment of the present invention can provide a variable acousto-optic filter capable of detecting light in the long-wavelength infrared band with a wider viewing angle.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학가변필터를 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 이용되는 할로겐화수은 결정의 음향광학 특성을 나타내는 그래프이다.
1 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a second embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a third embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a fifth embodiment of the present invention.
Figure 6 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a sixth embodiment of the present invention.
Figure 7 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to a seventh embodiment of the present invention.
Figure 8 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter according to an eighth embodiment of the present invention.
Figure 9 is a graph showing the acousto-optic characteristics of mercury halide crystals used in one embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and duplicates thereof will be provided. Any necessary explanation will be omitted.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 음향광학가변필터(100~800)를 예시적으로 나타내는 평면도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 이용되는 할로겐화수은 결정의 음향광학 특성을 나타내는 그래프이다.1 to 8 are plan views exemplarily showing variable acousto-optic filters 100 to 800 according to some embodiments of the present invention, and FIG. 9 shows acousto-optic characteristics of mercury halide crystals used in one embodiment of the present invention. This is a graph representing .

음파가 투명한 매체를 통과할 때, 음파는 매체 내의 굴절률을 주기적으로 변조시키며, 그 결과 해당 매체를 통과하는 광빔이 1차, 2차 회절광 등으로 회절된다. 주어진 음향광학 매체에서, 회절각은 음파의 주파수에 비례하는 한편, 회절의 생성을 위한 음파의 주파수는 광의 파장에 비례한다. 따라서, 매체 내에서 음파의 속도가 느릴수록, 주어진 파장의 광빔의 1차 회절광의 회절각이 크다.When a sound wave passes through a transparent medium, the sound wave periodically modulates the refractive index within the medium, and as a result, the light beam passing through the medium is diffracted into first and second diffracted light. For a given acousto-optic medium, the angle of diffraction is proportional to the frequency of the sound wave, while the frequency of the sound wave for generating diffraction is proportional to the wavelength of light. Therefore, the slower the speed of sound waves in a medium, the larger the diffraction angle of the first-order diffracted light of a light beam of a given wavelength.

음향광학 장치의 작동에서는 일반적으로 0차 회절광(즉, 회절되지 않은 광)을 차단하고 1차 회절광을 이용하며, 따라서 1차 회절각이 클수록 음향광학 장치를 사용하는 것이 더 용이해진다. 현재까지는 장파장 적외선(LWIR) 대역에서 큰 회절각을 제공하는 물질이 많이 발견되지 않았으나, 할로겐화수은의 결정체는 장파장 적외선 대역에서 산업적으로 이용가능한 수준의 음향광학 특성을 나타내며 이를 이용하여 음향광학필터를 제작하는 것이 가능하다. 할로겐화수은(Hg2X2)은 할로겐과, 즉 주기율표의 17족 원소와, 수은의 화합물을 지칭하는 것으로, 브롬화수은(Hg2Br2), 요오드화수은(Hg2I2), 염화수은(Hg2Cl2) 등을 포함할 수 있다. The operation of acousto-optic devices generally blocks zero-order diffracted light (i.e., non-diffracted light) and utilizes first-order diffraction light, so the larger the first-order diffraction angle, the easier it is to use the acousto-optic device. To date, not many materials have been discovered that provide a large diffraction angle in the long-wave infrared (LWIR) band, but crystals of mercury halide exhibit acousto-optic properties at industrially usable levels in the long-wave infrared band, and acousto-optic filters are manufactured using this. It is possible. Mercury halide (Hg2

도 9는 본 발명의 일실시예에 이용되는 할로겐화수은 결정의 음향광학 특성을 나타내는 그래프로서, 구체적으로는 0도 내지 24도의 다양한 음향각(α)에 대하여 10μm 파장의 광빔이 다양한 입사각(세로축에 표시)으로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정으로부터 제작된 음향광학필터를 통과할 때 1차 회절광을 생성하는 데 요구되는 음파의 주파수(MHz)(가로축에 표시)를 나타낸다. 여기서 음향각(α)은 음파 벡터와 결정체의 결정축(crystallographic axis) z 사이의 각도를 나타내며, 이는 결정을 통과하는 음파의 속도와 관련된다.Figure 9 is a graph showing the acousto-optical characteristics of a mercury halide crystal used in an embodiment of the present invention. Specifically, a light beam with a wavelength of 10 μm is measured at various incident angles (on the vertical axis) for various acoustic angles (α) of 0 degrees to 24 degrees. indicates the frequency (MHz) of the sound wave (indicated on the horizontal axis) required to generate first-order diffracted light when passing through an acousto-optic filter made from mercury bromide (Hg2Br2) crystals. Here, the acoustic angle (α) represents the angle between the sound wave vector and the crystallographic axis z of the crystal, which is related to the speed of the sound wave passing through the crystal.

한편, 음향광학필터가 할로겐화수은 등의 결정으로부터 제작되는 경우, 결정체를 필요한 치수로 성장시키는 것은 극히 어려우므로, 결정체를 요구되는 크기 이상으로 성장시킨 후 이를 필요한 치수로 가공하는 것이 요구될 수 있다. 이를 위한 방법으로 결정체를 필요한 치수로 연마하는 과정이 포함될 수 있다. 한편, 할로겐화수은 결정의 경우 밀러지수 [110] 결정방향을 따라 쪼개짐면이 조성되며, 따라서 쪼개짐 없이 할로겐화수은 결정체를 필요한 치수로 가공하는 데에는 어려움이 따를 수 있다.On the other hand, when an acousto-optic filter is manufactured from crystals such as mercury halide, it is extremely difficult to grow the crystals to the required size, so it may be required to grow the crystals to a required size or more and then process them to the required size. Methods for this may include grinding the crystals to the required size. Meanwhile, in the case of mercury halide crystals, a cleavage surface is formed along the Miller index [110] crystal direction, and therefore, it may be difficult to process the mercury halide crystals to the required size without cleavage.

본 발명의 실시예들은 브롬화수은 등의 할로겐화수은 결정체를 이용하여 쉽고 직관적인 방법으로 음향광학필터를 제작하는 것을 가능하게 한다. Embodiments of the present invention make it possible to manufacture an acousto-optical filter in an easy and intuitive manner using mercury halide crystals such as mercury bromide.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학가변필터(100)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. Figure 1 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 100 according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학가변필터(100)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and may include an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 1은 음향광학가변필터(100)의 평면도로서, 도 1에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 1에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(110~150)은 도 1에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.Figure 1 is a plan view of the variable acousto-optic filter 100. In Figure 1, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 1, the lower surface of the acousto-optical element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (110 to 150) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 1 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학가변필터(100)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 20mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plurality of side surfaces all have a first side length of 35 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped with a length of 20 mm.

도 1에는 음향광학가변필터(100)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 1의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 1에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(100)의 음향광학소자에서 각 측면(110~150)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 1, the acousto-optic variable filter 100 is depicted with this virtual rectangular parallelepiped, and the plan view of FIG. 1 shows only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped. As described above, in Figure 1, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (110 to 150) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 100, is not limited to a specific value.

본 발명의 제1 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제5 측면(110~150)을 포함할 수 있다. 제1 측면(110)은 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루고, 대략 30mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(120)은 제1 측면(110)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110] 면에 위치하며, 대략 6mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(130)은 제2 측면(120)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 11mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(140)은 제1 측면(110)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제5 측면(150)은 제3 측면(130)의 일측과 제4 측면(140)의 타측 사이에서 이어지고, 대략 29mm의 길이를 가질 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to fifth sides 110 to 150. The first side 110 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 30 mm. The second side 120 is bent and connected to one side of the first side 110, is located on the Miller index [110] plane, and may have a length of approximately 6 mm. The third side 130 is bent and connected to one side of the second side 120, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , can have a length of approximately 11 mm. The fourth side 140 is bent and connected to the other side of the first side 110, and may have a length of approximately 16 mm. The fifth side 150 extends between one side of the third side 130 and the other side of the fourth side 140, and may have a length of approximately 29 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(110)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 8mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(110)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(110)의 길이 방향을 따라 8mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 110 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 8 mm or less and the first side 110 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 8 mm or less along the longitudinal direction of the first side 110.

도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학가변필터(100)의 설계치수는 아래의 [표 1]과 같다.The design dimensions of the variable acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 are as shown in [Table 1] below.

음향광학가변필터의 설계 치수Design dimensions of variable acousto-optic filter X size [001]X size [001] [mm][mm] 3535 Y size [110]Y size [110] [mm][mm] 2020 트랜스듀서 길이transducer length [mm][mm] 88 음향각acoustic angle [각도][Angle] 1010 입사면entrance surface [mm][mm] 1111 출사면exit surface [mm][mm] 1616 트랜스듀서 면Transducer side [mm][mm] 3030 중심주파수center frequency [MHz][MHz] 15.8615.86

도 1을 참조하면, 제1 측면(110)이 트랜스듀서 면이 되고, 제3 측면(130)이 광빔의 입사면, 제4 측면(140)이 회절광의 출사면이 된다. 제1 측면(110)에 결합된 트랜스듀서(10)가 중심주파수 15.86MHz의 음파를 방사하면, 음파는 트랜스듀서 면인 제1 측면(110)의 법선 방향에 대해 워크오프각(walk-off angle)(ω)만큼 기울어진 음파영역(20) 내에서 진행하고, 입사면인 제3 측면(130)으로 유입되는 광빔은 음파의 변조에 의해 회절되어 광빔영역(30)을 따라 출사면인 제4 측면(140)으로 방사되어 별도의 장치에 의해 검출될 수 있다.Referring to FIG. 1, the first side 110 serves as the transducer surface, the third side 130 serves as the incident surface of the light beam, and the fourth side 140 serves as the emission surface of the diffracted light. When the transducer 10 coupled to the first side 110 radiates a sound wave with a center frequency of 15.86 MHz, the sound wave has a walk-off angle with respect to the normal direction of the first side 110, which is the transducer surface. The light beam that proceeds within the sound wave area 20 inclined by (ω) and flows into the third side 130, which is the incident surface, is diffracted by modulation of the sound wave and moves along the light beam area 30 to the fourth side, which is the exit surface. (140) and can be detected by a separate device.

제1 측면(110)이 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루면 음향각이 10도가 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 10도인 곡선(좌측에서 6번째 곡선 부근)을 보면, 음파가 약 15.86MHz의 주파수로 방사될 때 다른 주파수에 비해 비교적 넓은 범위의(20도와 30도 사이의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있음을 확인할 수 있다. If the first side 110 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane, the acoustic angle becomes 10 degrees. Looking at the curve in the graph of Figure 9 where the acoustic angle (α) is 10 degrees (near the 6th curve from the left), when the sound wave is radiated at a frequency of about 15.86 MHz, it has a relatively wide range (between 20 and 30 degrees) compared to other frequencies. ) It can be confirmed that light with a wavelength of 10 μm can be diffracted at the angle of incidence.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)에서는 음파가 제1 측면(110)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제5 측면(150)에 다다르고, 광빔은 제3 측면(130)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제4 측면(140)으로 방사된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 입사면인 제3 측면(130) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 6mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 15.86MHz의 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제4 측면(140) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 5mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 110 and propagates along the sound wave area 20 to reach the fifth side 150, and the light beam is transmitted through the third side 150. It enters the side 130, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the fourth side 140. In the embodiment shown in FIG. 1, when the light beam is incident on the third side 130, which is the incident surface, in a section of about 6 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated and generates a frequency of about 15.86 MHz. When generating a sound wave, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 5 mm corresponding to the light beam area 30 of the fourth side 140, which is the emission surface.

회절광이 방사되는 측면에 음파도 도달하면 음파는 회절광에 대해 간섭으로 작용할 수 있으나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)에서는 이와 같이 음파가 도달하는 측면이 광빔의 출사면과 분리되어 음파로 인한 간섭을 최소화할 수 있다.If a sound wave also reaches the side where the diffracted light is emitted, the sound wave may act as interference to the diffracted light. However, in the acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention, the side where the sound wave reaches is the side where the light beam is emitted. Separated from the surface, interference caused by sound waves can be minimized.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 20mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 35 mm and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 20 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 1에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 20mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공한 후 수행될 수도 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 1, with a first side length of 35 mm and located on the Miller index [110] plane. This may be performed after first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape where the second side adjacent to the first side has a length of 20 mm.

제1 측면(110)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 1에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터 대략 5.5mm에 해당하는 위치에서 제1 측면(110)을 대략 10도의 각도로 연마할 수 있다. To form the first side 110, one surface of the rectangular parallelepiped located on the Miller index [001] plane is positioned at a position corresponding to approximately 5.5 mm from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. 1. Can be polished at an angle of approximately 10 degrees.

제2 측면(120)을 형성하기 위해, 제1 측면(110)의 일측에 위치하고 밀러 지수 [110] 면에 위치하는 표면을 연마할 수 있다. To form the second side 120, the surface located on one side of the first side 110 and located on the Miller index [110] plane may be polished.

제3 측면(130)을 형성하기 위해, 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 130, the surface between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the virtual cuboid may be polished.

제4 측면(140)을 형성하기 위해, 제1 측면(110)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fourth side 140, the surface between the other side of the first side 110 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제5 측면(150)을 형성하기 위해, 제3 측면(130)의 일측과 제4 측면(140)의 타측 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fifth side 150, the surface between one side of the third side 130 and the other side of the fourth side 140 may be polished.

필요에 따라, 음향광학소자의 상면과 하면도 편평하게 연마할 수 있다.If necessary, the top and bottom surfaces of the acousto-optic element can also be polished flat.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(110)이 대략 30mm를 이루고, 제2 측면(120)이 대략 6mm를 이루고, 제3 측면(130)이 대략 11mm를 이루고, 제4 측면(140)이 대략 16mm를 이루고, 제5 측면(150)이 대략 29mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 110 forms approximately 30 mm, the second side 120 forms approximately 6 mm, the third side 130 forms approximately 11 mm, and the fourth side 140 forms approximately 11 mm. It can progress until it forms 16 mm, and the fifth side 150 forms approximately 29 mm.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 8mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 약 15.86MHz인 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(110)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)의 음향광학소자에도 후술되는 흡음체(50; 도 2 참조)를 더 결합할 수도 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 8 mm or less and is configured to emit sound waves with a center frequency of about 15.86 MHz, to one side of the first side 110. . If necessary, a sound absorbing body 50 (see FIG. 2), which will be described later, may be further coupled to the acousto-optical element of the acousto-optical filter 100 according to the first embodiment of the present invention.

음향광학필터(100)에서는 일반적으로 길이 등의 치수보다 각도가 더 중요한 의미를 갖지만, 음향광학소자를 가공함에 있어 각도에 중점을 두어 표면을 연마하는 것은 매우 어려울 수 있으며, 따라서 음향광학필터(100)의 성능에 직접적인 영향을 미치는 음향각(α)과 관련된 제1 측면(110) 이외의 측면들(120~150)은 각도가 아닌 길이가 특정 값에 도달할 때까지 연마하는 과정을 통해 음향광학소자를 가공할 수 있다. 이는 음향광학소자 및 음향광학필터(100)의 제작을 용이하게 하는 효과를 제공한다.In the acousto-optic filter (100), the angle is generally more important than dimensions such as length, but when processing an acousto-optic element, it can be very difficult to polish the surface by focusing on the angle, and therefore, the acousto-optic filter (100 ) The sides (120 to 150) other than the first side (110) related to the acoustic angle (α), which directly affects the performance of the acousto-optics, are polished until the length, not the angle, reaches a specific value. Devices can be processed. This provides the effect of facilitating the production of the acousto-optic device and the acousto-optic filter 100.

위에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(100)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다. Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, when the acousto-optic filter 100 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)는 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하고, 약 16MHz 이하의 매우 낮은 RF 주파수의 음파로 사용이 가능하다는 장점을 제공한다. The acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention makes it possible to detect optical components in the long-wavelength infrared band and provides the advantage of being able to be used as a sound wave of a very low RF frequency of about 16 MHz or less.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)의 음향광학소자를 제작하는 데에는 많은 양의 연마가 요구되지 않고, 음향광학소자를 제작할 때 길이 위주로 측면들을 연마하면 되므로 고성능의 음향광학필터(100)를 매우 쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 할로겐화수은 결정체를 낮은 음향각으로 연마하면 되므로, 트랜스듀서면 및 기타 부위에서 쪼개짐이 발생할 가능성을 낮출 수 있다.A large amount of polishing is not required to manufacture the acousto-optic element of the acousto-optic filter 100 according to the first embodiment of the present invention, and when manufacturing the acousto-optical element, only the sides need to be polished mainly along the length, thereby providing a high-performance acousto-optic filter. (100) has the advantage of being very easy to produce. In particular, since mercury halide crystals can be polished at a low acoustic angle, the possibility of splitting occurring on the transducer surface and other areas can be reduced.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학가변필터(200)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학가변필터(200)는 제1 실시예에 따른 음향광학가변필터(100)와 공통점을 가지며, 아래에서는 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 제2 실시예를 설명하기로 한다.Figure 2 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 200 according to a second embodiment of the present invention. The variable acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention has something in common with the variable acousto-optic filter 100 according to the first embodiment, and the second embodiment will be described below focusing on the differences from the first embodiment. Let me explain an example.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학가변필터(200)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)와 음향광학소자의 다른 한 측면에 결합되는 흡음체(50)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and includes an acousto-optic element having a polyhedral shape, a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element, and an acousto-optic element. It may include a sound absorbing body 50 coupled to the other side. More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 2는 음향광학가변필터(200)의 평면도로서, 도 2에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 2에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(210~260)은 도 2에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.Figure 2 is a plan view of the variable acousto-optic filter 200, and in Figure 2, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 2, the lower surface of the acousto-optical element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (210 to 260) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 2 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학가변필터(200)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 20mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optical element of the variable acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plurality of side surfaces all have a first side length of 35 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped with a length of 20 mm.

도 2에는 음향광학가변필터(200)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 2의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 2에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(200)의 음향광학소자에서 각 측면(210~260)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 2, the acousto-optic variable filter 200 is depicted with this virtual rectangular parallelepiped, and the top view of FIG. 2 shows only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped. As described above, in FIG. 2, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (210 to 260) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 200, is not limited to a specific value.

본 발명의 제2 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제6 측면(210~260)을 포함할 수 있다. 제1 측면(210)은 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루고, 대략 30mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(220)은 제1 측면(210)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110] 면에 위치하며, 대략 6mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(230)은 제2 측면(220)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 11mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(240)은 제1 측면(210)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제5 측면(250)은 제4 측면(240)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110]면에 위치하며, 대략 5mm의 길이를 가질 수 있다. 제6 측면(260)은 제3 측면(230)의 일측과 제5 측면(250)의 타측 사이에서 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치할 수 있다.In a second embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to sixth sides 210 to 260. The first side 210 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 30 mm. The second side 220 is bent and connected to one side of the first side 210, is located on the Miller index [110] plane, and may have a length of approximately 6 mm. The third side 230 is bent and connected to one side of the second side 220, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , can have a length of approximately 11 mm. The fourth side 240 is bent and connected to the other side of the first side 210, and may have a length of approximately 16 mm. The fifth side 250 is bent and connected to the other side of the fourth side 240, is located on the Miller index [110] plane, and may have a length of approximately 5 mm. The sixth side 260 extends between one side of the third side 230 and the other side of the fifth side 250, and may be located in the Miller index plane.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(110)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 8mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(110)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(110)의 길이 방향을 따라 8mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 110 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 8 mm or less and the first side 110 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 8 mm or less along the longitudinal direction of the first side 110.

한편, 흡음체(50)는 음파를 흡수하도록 구성될 수 있으며, 제4 측면(240), 제5 측면(250) 및 제6 측면(260)이 이루는 영역 중 필요한 위치에 장착될 수 있다. 흡음체(50)가 제4 측면(240)에 장착되는 경우, 광빔영역(30)을 피해 배치될 수 있다. 바람직하게는, 흡음체(50)가 제5 측면(250)에 장착될 수 있다.Meanwhile, the sound absorbing body 50 may be configured to absorb sound waves, and may be mounted in a necessary position among the areas formed by the fourth side 240, the fifth side 250, and the sixth side 260. When the sound absorbing body 50 is mounted on the fourth side 240, it may be placed to avoid the light beam area 30. Preferably, the sound absorbing body 50 may be mounted on the fifth side 250.

제1 실시예에서와 마찬가지로, 제1 측면(210)이 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루므로 음향각이 10도가 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 10도인 곡선(좌측에서 6번째 곡선 부근)을 보면, 음파가 약 15.86MHz의 주파수로 방사될 때 다른 주파수에 비해 비교적 넓은 범위의(20도와 30도 사이의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있음을 확인할 수 있다. As in the first embodiment, the first side 210 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane, so that the acoustic angle is 10 degrees. Looking at the curve in the graph of Figure 9 where the acoustic angle (α) is 10 degrees (near the 6th curve from the left), when the sound wave is radiated at a frequency of about 15.86 MHz, it has a relatively wide range (between 20 and 30 degrees) compared to other frequencies. ) It can be confirmed that light with a wavelength of 10 μm can be diffracted at the angle of incidence.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)에서는 음파가 제1 측면(210)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제5 측면(250)에 다다르고, 광빔은 제3 측면(230)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제4 측면(240)으로 방사된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 입사면인 제3 측면(130) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 6mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 15.86MHz의 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제4 측면(240) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 5mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 210 and propagates along the sound wave area 20 to reach the fifth side 250, and the light beam is transmitted through the third side 250. It enters the side 230, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the fourth side 240. In the embodiment shown in FIG. 2, when the light beam is incident on the third side 130, which is the incident surface, in a section of about 6 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated and generates a frequency of about 15.86 MHz. When generating a sound wave, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 5 mm corresponding to the light beam area 30 of the fourth side 240, which is the emission surface.

음파가 서로 다른 매질 사이의 경계(본 실시예의 경우, 음향광학소자의 결정체와 공기 사이의 경계인 음향광학소자의 측면)에 도달하면 음파가 반사될 가능성이 있으며, 음파의 반사되는 성분은 회절광에 대해 간섭으로 작용할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)에서 8mm의 트랜스듀서(10)로부터 방사되는 음파가 도달하는 측면인 제5 측면(250)이 광빔의 출사면에 해당하는 제4 측면(240)과 동일하지는 않으나, 공차 등에 의해 발생할 수 있는 반사 성분을 제거하고 이로 인한 간섭을 최소화하기 위해, 제5 측면(250)과 제4 측면(240)이 이루는 영역의 일부에 음파를 흡수할 수 있는 흡음체(50)가 장착될 수 있다. When a sound wave reaches the boundary between different media (in this embodiment, the side of the acousto-optic element, which is the boundary between the crystal of the acousto-optic element and air), there is a possibility that the sound wave will be reflected, and the reflected component of the sound wave is reflected in the diffracted light. may act as an interference. In the acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention, the fifth side 250, which is the side where the sound waves radiating from the 8 mm transducer 10 arrive, is the fourth side corresponding to the exit surface of the light beam ( 240), but in order to remove reflection components that may occur due to tolerances, etc. and minimize interference, sound waves can be absorbed in a part of the area formed by the fifth side 250 and the fourth side 240. A sound absorbing body 50 may be installed.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)와 흡음체(50)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and transducer 10 and sound absorption. It may include the step of combining the sieve 50.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 20mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 35 mm and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 20 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 2에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 20mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공하는 단계를 포함할 수 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 2, with a first side length of 35 mm and located on the Miller index [110] plane. It may include first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape where the second side adjacent to the first side has a length of 20 mm.

이어서, 제1 측면(210)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 2에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터 대략 5.5mm에 해당하는 위치에서 대략 10도의 각도로 연마할 수 있다. Then, to form the first side 210, one surface of the cuboid located on the Miller index [001] plane is bent at an angle of approximately 10 degrees at a position corresponding to approximately 5.5 mm from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. 2. It can be polished.

제3 측면(230)을 형성하기 위해, 제1 측면(210)의 일측으로부터 제2 측면(220)의 길이에 해당하는 6mm의 길이를 남긴 채로 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.In order to form the third side 230, it is located on the Miller index plane of the virtual rectangular parallelepiped, leaving a length of 6 mm corresponding to the length of the second side 220 from one side of the first side 210. The surface between the surface and the surface located on the Miller index [110] plane can be polished.

제4 측면(240)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에 제5 측면(250)의 길이에 해당하는 5mm의 길이를 남긴 채로 제1 측면(210)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fourth side 240, the other side of the first side 210 and the Miller index are separated, leaving a length of 5 mm corresponding to the length of the fifth side 250 on the surface located on the Miller index [110] plane. The surfaces between surfaces located on the [110] plane can be polished.

제2 측면(220), 제5 측면(250) 및 제6 측면(260)은 먼저 가공한 직육면체의 일부로서 별도의 가공을 요구하지 않는다.The second side 220, the fifth side 250, and the sixth side 260 are part of the previously processed rectangular parallelepiped and do not require separate processing.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(210)이 대략 30mm를 이루고, 제2 측면(220)이 대략 6mm를 이루고, 제3 측면(230)이 대략 11mm를 이루고, 제4 측면(240)이 대략 16mm를 이루고, 제5 측면(250)이 대략 5mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 210 forms approximately 30 mm, the second side 220 forms approximately 6 mm, the third side 230 forms approximately 11 mm, and the fourth side 240 forms approximately 11 mm. It can progress until it forms 16 mm, and the fifth side 250 forms approximately 5 mm.

트랜스듀서(10)와 흡음체(50)를 결합하는 단계는 대략 8mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 약 15.86MHz인 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(210)의 일측에 결합하고, 대략 5mm의 길이를 가지며 음파를 흡수하도록 구성된 흡음체(50)를 제4 측면(240), 제5 측면(250) 및 제6 측면(260)이 이루는 영역 중 특정 위치에 결합함으로써 수행될 수 있다. The step of combining the transducer 10 and the sound absorbing body 50 is to place the transducer 10, which has a length of approximately 8 mm or less and is configured to radiate a sound wave with a center frequency of about 15.86 MHz, on one side of the first side 210. This is performed by combining the sound absorbing body 50, which has a length of approximately 5 mm and is configured to absorb sound waves, at a specific position among the areas formed by the fourth side 240, the fifth side 250, and the sixth side 260. It can be.

위에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(200)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, when the acousto-optic filter 200 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)는 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하고, 약 16MHz 이하의 매우 낮은 RF 주파수의 음파로 사용이 가능하다는 장점을 제공한다. The acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention enables detection of optical components in the long-wave infrared band and provides the advantage of being usable with sound waves of very low RF frequencies of about 16 MHz or less.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)의 음향광학소자를 제작하는 데에는 많은 양의 연마가 요구되지 않고, 음향광학소자를 제작할 때 길이 위주로 측면들을 연마하면 되므로 고성능의 음향광학필터(200)를 매우 쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있다. A large amount of polishing is not required to manufacture the acousto-optic element of the acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention, and when manufacturing the acousto-optical element, only the sides need to be polished mainly along the length, thereby providing a high-performance acousto-optic filter. (200) has the advantage of being very easy to produce.

특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향광학필터(200)에서는 할로겐화수은 결정체를 낮은 음향각으로 연마할 수 있고, 음향광학소자의 연마되는 양이 제1 실시예에 따른 음향광학필터(100)에 비해 더 낮아 제작이 더 쉽고 쪼개짐의 발생 가능성은 더 낮다. In particular, in the acousto-optic filter 200 according to the second embodiment of the present invention, mercury halide crystals can be polished at a low acoustic angle, and the amount of polishing of the acousto-optic element is reduced by the acousto-optic filter 100 according to the first embodiment. ), making it easier to manufacture and less likely to cause splitting.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학가변필터(300)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. Figure 3 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 300 according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학가변필터(300)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and may include an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 3은 음향광학가변필터(300)의 평면도로서, 도 3에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 3에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(310~340)은 도 3에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.Figure 3 is a plan view of the variable acousto-optic filter 300, and in Figure 3, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 3, the lower surface of the acousto-optical element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (310 to 340) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 3 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학가변필터(300)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 45mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 23mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plural side surfaces all have a first side length of 45 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose length is 23 mm.

도 3에는 음향광학가변필터(300)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 3의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 3에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(300)의 음향광학소자에서 각 측면(310~340)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 3, the variable acousto-optic filter 300 is depicted with this virtual rectangular parallelepiped, and only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped is shown in the plan view of FIG. 3. As described above, in FIG. 3, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (310 to 340) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 300, is not limited to a specific value.

본 발명의 제3 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제4 측면(310~340)을 포함할 수 있다. 제1 측면(310)은 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루고, 대략 40mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(320)은 제1 측면(310)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 20mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(330)은 제1 측면(310)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(340)은 제2 측면(320)의 일측과 제3 측면(330)의 타측 사이에서 이어지고, 대략 35mm의 길이를 가질 수 있다.In a third embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to fourth sides 310 to 340. The first side 310 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 40 mm. The second side 320 is bent and connected to one side of the first side 310, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 20 mm. The third side 330 is bent and connected to the other side of the first side 310, and may have a length of approximately 16 mm. The fourth side 340 extends between one side of the second side 320 and the other side of the third side 330, and may have a length of approximately 35 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(310)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 14mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(310)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(310)의 길이 방향을 따라 14mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 310 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 14 mm or less and the first side 310 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 14 mm or less along the longitudinal direction of the first side 310.

도 3에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학가변필터(300)의 설계치수는 아래의 [표 2]와 같다.The design dimensions of the acousto-optic variable filter 300 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3 are as shown in [Table 2] below.

음향광학가변필터의 설계 치수Design dimensions of variable acousto-optic filter X size [001]X size [001] [mm][mm] 4545 Y size [110]Y size [110] [mm][mm] 2323 트랜스듀서 길이transducer length [mm][mm] 1414 음향각acoustic angle [각도][Angle] 1010 입사면entrance surface [mm][mm] 2020 출사면exit surface [mm][mm] 1616 트랜스듀서 면Transducer side [mm][mm] 4040 중심주파수center frequency [MHz][MHz] 15.8615.86

도 3을 참조하면, 제1 측면(310)이 트랜스듀서 면이 되고, 제2 측면(320)이 광빔의 입사면, 제3 측면(330)이 회절광의 출사면이 된다. 제1 측면(310)에 결합된 트랜스듀서(10)가 중심주파수 15.86MHz의 음파를 방사하면, 음파는 트랜스듀서 면인 제1 측면(310)의 법선 방향에 대해 워크오프각(ω)만큼 기울어진 음파영역(20) 내에서 진행하고, 입사면인 제2 측면(320)으로 유입되는 광빔은 음파의 변조에 의해 회절되어 광빔영역(30)을 따라 출사면인 제3 측면(330)으로 방사되어 별도의 장치에 의해 검출될 수 있다.Referring to FIG. 3, the first side 310 becomes the transducer surface, the second side 320 becomes the incident surface of the light beam, and the third side 330 becomes the exit surface of the diffracted light. When the transducer 10 coupled to the first side 310 radiates a sound wave with a center frequency of 15.86 MHz, the sound wave is inclined by the walk-off angle (ω) with respect to the normal direction of the first side 310, which is the transducer surface. The light beam that travels within the sound wave area 20 and flows into the second side 320, which is the incident surface, is diffracted by modulation of the sound wave and radiates along the light beam area 30 to the third side 330, which is the exit surface. Can be detected by a separate device.

제1 측면(310)이 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루면 음향각이 10도가 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 10도인 곡선(좌측에서 6번째 곡선 부근)을 보면, 음파가 약 15.86MHz의 주파수로 방사될 때 다른 주파수에 비해 비교적 넓은 범위의(20도와 30도 사이의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있음을 확인할 수 있다. When the first side 310 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane, the acoustic angle becomes 10 degrees. Looking at the curve in the graph of Figure 9 where the acoustic angle (α) is 10 degrees (near the 6th curve from the left), when the sound wave is radiated at a frequency of about 15.86 MHz, it has a relatively wide range (between 20 and 30 degrees) compared to other frequencies. ) It can be confirmed that light with a wavelength of 10 μm can be diffracted at the angle of incidence.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)에서는 음파가 제1 측면(310)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제4 측면(340)에 다다르고, 광빔은 제2 측면(320)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제3 측면(330)으로 방사된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 입사면인 제2 측면(320) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 7mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 15.86MHz의 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제3 측면(330) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 6mm의 구간으로 방사될 수 있다. In the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 310 and propagates along the sound wave area 20 to reach the fourth side 340, and the light beam is transmitted through the second side 340. It enters the side 320, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the third side 330. In the embodiment shown in FIG. 3, when the light beam is incident on the second side 320, which is the incident surface, in a section of about 7 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated and operates at a frequency of about 15.86 MHz. When generating a sound wave, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 6 mm corresponding to the light beam area 30 of the third side 330, which is the emission surface.

회절광이 방사되는 측면에 음파도 도달하면 음파는 회절광에 대해 간섭으로 작용할 수 있으나, 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)에서는 이와 같이 음파가 도달하는 측면이 광빔의 출사면과 분리되어 음파로 인한 간섭을 최소화할 수 있다.If a sound wave also reaches the side where the diffracted light is emitted, the sound wave may act as interference to the diffracted light. However, in the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention, the side where the sound wave reaches is the side where the light beam is emitted. Separated from the surface, interference caused by sound waves can be minimized.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 45mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 23mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 45 mm, and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 23 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 3에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 45mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 23mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공한 후 수행될 수도 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 3, with a first side length of 45 mm and located on the Miller index [110] plane. This may be performed after first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape where the second side adjacent to the first side has a length of 23 mm.

제1 측면(310)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 3에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터 대략 6.5mm에 해당하는 위치에서 대략 10도의 각도로 연마할 수 있다. To form the first side 310, one surface of the cuboid located on the Miller index [001] plane is ground at an angle of approximately 10 degrees at a position corresponding to approximately 6.5 mm from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. 3. can do.

제2 측면(320)을 형성하기 위해, 제1 측면(310)의 일측과 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다. To form the second side 320, the surface between one side of the first side 310 and the surface located on the Miller index [001] plane may be polished.

제3 측면(330)을 형성하기 위해, 제1 측면(310)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 330, the surface between the other side of the first side 310 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제4 측면(340)을 형성하기 위해, 제2 측면(320)의 일측과 제3 측면(330)의 타측 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fourth side 340, the surface between one side of the second side 320 and the other side of the third side 330 may be polished.

필요에 따라, 음향광학소자의 상면과 하면도 편평하게 연마할 수 있다.If necessary, the top and bottom surfaces of the acousto-optic element can also be polished flat.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(310)이 대략 40mm를 이루고, 제2 측면(320)이 대략 20mm를 이루고, 제3 측면(330)이 대략 16mm를 이루고, 제4 측면(340)이 대략 35mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 310 forms approximately 40 mm, the second side 320 forms approximately 20 mm, the third side 330 forms approximately 16 mm, and the fourth side 340 forms approximately 16 mm. It can progress until 35mm is achieved.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 14mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 약 15.86MHz인 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(310)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)의 음향광학소자에도 흡음체(50)를 더 결합할 수 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 14 mm or less and is configured to emit sound waves with a center frequency of approximately 15.86 MHz, to one side of the first side 310. . If necessary, a sound absorbing body 50 may be further coupled to the acousto-optical element of the acousto-optical filter 300 according to the third embodiment of the present invention.

위에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(300)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, when the acousto-optic filter 300 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)는 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하고, 약 16MHz 이하의 매우 낮은 주파수의 음파로 사용이 가능하다는 장점을 제공한다. The acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention enables detection of optical components in the long-wavelength infrared band and provides the advantage of being usable with very low frequency sound waves of about 16 MHz or less.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)의 음향광학소자를 제작하는 데에는 많은 양의 연마가 요구되지 않고, 음향광학소자를 제작할 때 길이 위주로 측면들을 연마하면 되므로 고성능의 음향광학필터(300)를 매우 쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 할로겐화수은 결정체를 낮은 음향각으로 연마하면 되므로, 트랜스듀서면 및 기타 부위에서 쪼개짐이 발생할 가능성을 낮출 수 있다.A large amount of polishing is not required to manufacture the acousto-optic element of the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention, and when manufacturing the acousto-optical element, only the sides need to be polished mainly along the length, thereby providing a high-performance acousto-optic filter. There is an advantage that (300) can be manufactured very easily. In particular, since mercury halide crystals can be polished at a low acoustic angle, the possibility of splitting occurring on the transducer surface and other areas can be reduced.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학가변필터(400)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학가변필터(400)는 제3 실시예에 따른 음향광학가변필터(300)와 공통점을 가지며, 아래에서는 제3 실시예와의 차이점을 중심으로 제4 실시예를 설명하기로 한다.Figure 4 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 400 according to a fourth embodiment of the present invention. The variable acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention has something in common with the variable acousto-optic filter 300 according to the third embodiment, and the fourth embodiment will be described below focusing on the differences from the third embodiment. Let me explain an example.

본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학가변필터(400)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and may include an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 4는 음향광학가변필터(400)의 평면도로서, 도 4에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 4에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(410~460)은 도 4에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.Figure 4 is a plan view of the variable acousto-optic filter 400, and in Figure 4, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 4, the lower surface of the acousto-optic element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (410 to 460) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 4 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학가변필터(400)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 45mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 23mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plural side surfaces all have a first side length of 45 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose length is 23 mm.

도 4에는 음향광학가변필터(400)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 4의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 4에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(400)의 음향광학소자에서 각 측면(410~460)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 4, the acousto-optic variable filter 400 is depicted with this virtual rectangular parallelepiped, and the top view of FIG. 4 shows only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped. As described above, in FIG. 4, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (410 to 460) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 400, is not limited to a specific value.

본 발명의 제4 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제6 측면(410~460)을 포함할 수 있다. 제1 측면(410)은 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루고, 대략 40mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(420)은 제1 측면(410)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 20mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(430)은 제1 측면(410)의 타측과 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면 사이에서 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(440)은 제3 측면(410)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110]면에 위치하며, 대략 2mm의 길이를 가질 수 있다. 제5 측면(450)은 제4 측면(440)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 26mm의 길이를 가질 수 있다. 제6 측면(460)은 제2 측면(420)의 일측과 제5 측면(450)의 타측 사이에서 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하며, 대략 8mm의 길이를 가질 수 있다.In the fourth embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to sixth sides 410 to 460. The first side 410 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 40 mm. The second side 420 is bent and connected to one side of the first side 410, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 20 mm. The third side 430 extends between the other side of the first side 410 and a surface located on the Miller index [001] plane of the above virtual rectangular parallelepiped, and may have a length of approximately 16 mm. The fourth side 440 is bent and connected to the other side of the third side 410, is located on the Miller index [110] plane, and may have a length of approximately 2 mm. The fifth side 450 is bent and connected to the other side of the fourth side 440, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 26 mm. The sixth side 460 extends between one side of the second side 420 and the other side of the fifth side 450, is located in the Miller index plane, and may have a length of approximately 8 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(410)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 14mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(410)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(410)의 길이 방향을 따라 14mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 410 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 14 mm or less and the first side 410 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 14 mm or less along the longitudinal direction of the first side 410.

제3 실시예에서와 마찬가지로, 제1 측면(410)이 밀러 지수 [001]면에 대해 10도의 각도를 이루므로 음향각이 10도가 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 10도인 곡선(좌측에서 6번째 곡선 부근)을 보면, 음파가 약 15.86MHz의 주파수로 방사될 때 다른 주파수에 비해 비교적 넓은 범위의(20도와 30도 사이의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있음을 확인할 수 있다. As in the third embodiment, the first side 410 forms an angle of 10 degrees with respect to the Miller index [001] plane, so the acoustic angle is 10 degrees. Looking at the curve in the graph of Figure 9 where the acoustic angle (α) is 10 degrees (near the 6th curve from the left), when the sound wave is radiated at a frequency of about 15.86 MHz, it has a relatively wide range (between 20 and 30 degrees) compared to other frequencies. ) It can be confirmed that light with a wavelength of 10 μm can be diffracted at the angle of incidence.

본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)에서는 음파가 제1 측면(410)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제5 측면(450)에 다다르고, 광빔은 제2 측면(430)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제3 측면(430)으로 방사된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 입사면인 제2 측면(420) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 7mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 15.86MHz의 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제3 측면(430) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 6mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 410 and propagates along the sound wave area 20 to reach the fifth side 450, and the light beam is transmitted through the second side 450. It enters the side 430, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the third side 430. In the embodiment shown in FIG. 4, when the light beam is incident on the second side 420, which is the incident surface, in a section of about 7 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated and operates at a frequency of about 15.86 MHz. When generating a sound wave, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 6 mm corresponding to the light beam area 30 of the third side 430, which is the emission surface.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)에 비해, 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)에서는 음파영역(20)이 하나의 측면(즉, 제5 측면(450))에만 도달하게 하여 음파의 반사를 방지하면서도 해당 부위에서 연마되는 양을 더 적게 하여 음향광학소자의 제작을 더 쉽게 할 수 있다. 참고로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)의 음향광학소자에서 제5 측면(450)을 계속 더 연마하면 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)의 음향광학소자와 동일한 형상이 얻어질 수 있다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)는 필요에 따라 제3 측면(430), 제4 측면(440) 및 제5 측면(450)이 이루는 영역 중 특정 위치에 장착되는 흡음체를 더 포함할 수도 있다.Compared to the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention, in the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the sound wave area 20 has one side (i.e., the fifth side ( 450)), it prevents reflection of sound waves and reduces the amount of polishing in that area, making it easier to manufacture acousto-optic devices. For reference, if the fifth side 450 of the acousto-optic element of the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention is further polished, the acousto-optic element of the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention The same shape as can be obtained. The acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention is a sound absorbing body mounted at a specific position among the areas formed by the third side 430, fourth side 440, and fifth side 450 as needed. It may also include more.

본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 45mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 23mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 45 mm, and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 23 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 4에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 45mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 23mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공하는 단계를 포함할 수 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 4, with a first side length of 45 mm and located on the Miller index [110] plane. It may include first processing the surface into the shape of a virtual rectangular parallelepiped with a second side adjacent to the first side having a length of 23 mm.

이어서, 제1 측면(410)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 4에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터 대략 6.5mm에 해당하는 위치에서 대략 10도의 각도로 연마할 수 있다. Then, to form the first side 410, one surface of the cuboid located on the Miller index [001] plane is positioned at an angle of approximately 10 degrees at a position corresponding to approximately 6.5 mm from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. 4. It can be polished.

제2 측면(420)을 형성하기 위해, 제1 측면(410)의 일측과 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다. To form the second side 420, the surface between one side of the first side 410 and the surface located on the Miller index [001] plane may be polished.

제3 측면(430)을 형성하기 위해, 제1 측면(410)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 430, the surface between the other side of the first side 410 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제5 측면(450)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에 제6 측면(460)의 길이에 해당하는 8mm의 길이를 남기고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에 제4 측면(440)의 길이에 해당하는 2mm의 길이를 남긴 채로 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fifth side 450, a length of 8 mm corresponding to the length of the sixth side 460 is left on the surface located on the Miller index [001] plane, and a length of 8 mm is left on the surface located on the Miller index [110] plane. 4 The surface between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane can be polished while leaving a length of 2 mm corresponding to the length of the side 440.

제4 측면(440)과 제6 측면(460)은 먼저 가공한 직육면체의 일부로서 별도의 가공을 요구하지 않는다.The fourth side 440 and the sixth side 460 are part of the previously processed rectangular parallelepiped and do not require separate processing.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(410)이 대략 40mm를 이루고, 제2 측면(420)이 대략 20mm를 이루고, 제3 측면(430)이 대략 16mm를 이루고, 제4 측면(440)이 대략 2mm를 이루고, 제5 측면(450)이 대략 26mm를 이루고, 제6 측면(460)이 대략 8mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 410 forms approximately 40 mm, the second side 420 forms approximately 20 mm, the third side 430 forms approximately 16 mm, and the fourth side 440 forms approximately 16 mm. It may progress until it forms 2 mm, the fifth side 450 forms approximately 26 mm, and the sixth side 460 forms approximately 8 mm.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 14mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 약 15.86MHz인 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(410)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)의 음향광학소자에도 흡음체(50)를 더 결합할 수 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 14 mm or less and is configured to emit sound waves with a center frequency of approximately 15.86 MHz, to one side of the first side 410. . If necessary, a sound absorbing body 50 may be further coupled to the acousto-optical element of the acousto-optical filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention.

위에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(400)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, in the case where the acousto-optic filter 400 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n, this is also the case. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)는 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하고, 약 16MHz 이하의 매우 낮은 주파수의 음파로 사용이 가능하다는 장점을 제공한다. The acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention enables detection of optical components in the long-wavelength infrared band and provides the advantage of being usable with very low frequency sound waves of about 16 MHz or less.

본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)의 음향광학소자를 제작하는 데에는 많은 양의 연마가 요구되지 않고, 음향광학소자를 제작할 때 길이 위주로 측면들을 연마하면 되므로 고성능의 음향광학필터(400)를 매우 쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있다. A large amount of polishing is not required to manufacture the acousto-optic element of the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention, and when manufacturing the acousto-optical element, only the sides need to be polished mainly along the length, thereby providing a high-performance acousto-optic filter. There is an advantage that (400) can be produced very easily.

특히, 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향광학필터(400)에서는 할로겐화수은 결정체를 낮은 음향각으로 연마할 수 있고, 음향광학소자의 연마되는 양이 제3 실시예에 따른 음향광학필터(300)에 비해 더 낮아 제작이 더 쉽고 쪼개짐의 발생 가능성은 더 낮다. In particular, in the acousto-optic filter 400 according to the fourth embodiment of the present invention, mercury halide crystals can be polished at a low acoustic angle, and the amount of polishing of the acousto-optic element is reduced by the acousto-optic filter 300 according to the third embodiment of the present invention. ), making it easier to manufacture and less likely to cause splitting.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학가변필터(500)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. Figure 5 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 500 according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학가변필터(500)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and includes an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 5는 음향광학가변필터(500)의 평면도로서, 도 5에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 5에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(510~560)은 도 5에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.Figure 5 is a plan view of the variable acousto-optic filter 500, and in Figure 5, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 5, the lower surface of the acousto-optical element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (510 to 560) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 5 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학가변필터(500)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plural side surfaces all have a first side length of 35 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose length is 21 mm.

도 5에는 음향광학가변필터(500)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 5의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 5에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(500)의 음향광학소자에서 각 측면(510~560)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 5, the acousto-optic variable filter 500 is depicted with this virtual rectangular parallelepiped, and only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped is shown in the plan view of FIG. 5. As described above, in Figure 5, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (510 to 560) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 500, is not limited to a specific value.

본 발명의 제5 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제6 측면(510~560)을 포함할 수 있다. 제1 측면(510)은 밀러 지수 [001]면에 대해 약 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 대략 24mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(520)은 제1 측면(510)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하며, 대략 4mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(530)은 제2 측면(520)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 20mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(540)은 제1 측면(510)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제5 측면(550)은 제3 측면(530)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하며, 대략 8mm의 길이를 가질 수 있다. 제6 측면(560)은 제5 측면(530)의 일측과 제4 측면(540)의 타측 사이에서 이어지고, 대략 13mm의 길이를 가질 수 있다.In the fifth embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to sixth sides 510 to 560. The first side 510 may form an angle between approximately 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 24 mm. The second side 520 is bent and connected to one side of the first side 510, is located on the Miller index plane of the above virtual rectangular parallelepiped, and may have a length of approximately 4 mm. The third side 530 is bent and connected to one side of the second side 520, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 20 mm. The fourth side 540 is bent and connected to the other side of the first side 510, and may have a length of approximately 16 mm. The fifth side 550 is bent and connected to one side of the third side 530, is located on the Miller index [001] plane, and may have a length of approximately 8 mm. The sixth side 560 extends between one side of the fifth side 530 and the other side of the fourth side 540, and may have a length of approximately 13 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(510)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 8mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(510)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(510)의 길이 방향을 따라 8mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 510 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 8 mm or less and the first side 510 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 8 mm or less along the longitudinal direction of the first side 510.

도 5에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학가변필터(500)의 설계치수는 아래의 [표 3]과 같다.The design dimensions of the variable acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 5 are as shown in [Table 3] below.

음향광학가변필터의 설계 치수Design dimensions of variable acousto-optic filter X size [001]X size [001] [mm][mm] 3535 Y size [110]Y size [110] [mm][mm] 2121 트랜스듀서 길이transducer length [mm][mm] 88 음향각acoustic angle [각도][Angle] 16.5~17.516.5~17.5 입사면entrance surface [mm][mm] 2020 출사면exit surface [mm][mm] 1616 트랜스듀서 면Transducer side [mm][mm] 2424 중심주파수center frequency [MHz][MHz] 30 미만less than 30

도 5를 참조하면, 제1 측면(510)이 트랜스듀서 면이 되고, 제3 측면(530)이 광빔의 입사면, 제4 측면(540)이 회절광의 출사면이 된다. 제1 측면(510)에 결합된 트랜스듀서(10)가 중심주파수 30MHz 미만의 음파를 방사하면, 음파는 트랜스듀서 면인 제1 측면(510)의 법선 방향에 대해 워크오프각(ω)만큼 기울어진 음파영역(20) 내에서 진행하고, 입사면인 제3 측면(130)으로 유입되는 광빔은 음파의 변조에 의해 회절되어 광빔영역(30)을 따라 출사면인 제4 측면(540)으로 방사되어 별도의 장치에 의해 검출될 수 있다.Referring to FIG. 5, the first side 510 becomes the transducer surface, the third side 530 becomes the incident surface of the light beam, and the fourth side 540 becomes the exit surface of the diffracted light. When the transducer 10 coupled to the first side 510 radiates a sound wave with a center frequency of less than 30 MHz, the sound wave is inclined by the walk-off angle (ω) with respect to the normal direction of the first side 510, which is the transducer surface. The light beam that proceeds within the sound wave area 20 and flows into the third side 130, which is the incident surface, is diffracted by modulation of the sound wave and radiates along the light beam area 30 to the fourth side 540, which is the exit surface. Can be detected by a separate device.

제1 측면(510)이 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 특정 각도를 이루면 해당 각도가 음향각이 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 16도인 곡선과 18도인 곡선(좌측에서 9번째 곡선과 10번째 곡선)을 보면, 해당 부분에서는 곡선이 거의 수직방향을 따라 연장되는 양태를 보임을 확인할 수 있다. 즉, 이 부분에서는 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 방사할 때 매우 넓은 범위의(30도 이상의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있다. When the first side 510 forms a specific angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane, the angle becomes the acoustic angle. In the graph of Figure 9, looking at the curve with an acoustic angle (α) of 16 degrees and the curve with 18 degrees (the 9th and 10th curves from the left), it can be seen that the curve extends almost vertically in the corresponding part. there is. In other words, in this part, when sound waves are radiated at a specific frequency of less than 30 MHz, light with a wavelength of 10 μm can be diffracted in a very wide range of incident angles (more than 30 degrees).

본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)에서는 음파가 제1 측면(510)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제6 측면(560)에 다다르고, 광빔은 제3 측면(530)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제4 측면(540)으로 방사된다. 도 5에 도시된 실시예에서, 입사면인 제3 측면(530) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 6mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제4 측면(540) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 5mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 510 and propagates along the sound wave area 20 to reach the sixth side 560, and the light beam is transmitted through the third side 560. It enters the side 530, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the fourth side 540. In the embodiment shown in FIG. 5, when the light beam is incident on the third side 530, which is the incident surface, in a section of about 6 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated to transmit a specific signal below about 30 MHz. When a sound wave is generated at a frequency, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 5 mm corresponding to the light beam area 30 of the fourth side 540, which is the emission surface.

회절광이 방사되는 측면에 음파도 도달하면 음파는 회절광에 대해 간섭으로 작용할 수 있으나, 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)에서는 이와 같이 음파가 도달하는 측면이 광빔의 출사면과 분리되어 음파로 인한 간섭을 최소화할 수 있다.If a sound wave also reaches the side where the diffracted light is emitted, the sound wave may act as interference to the diffracted light. However, in the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention, the side where the sound wave reaches is the side where the light beam is emitted. Separated from the surface, interference caused by sound waves can be minimized.

본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 35 mm and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 21 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 5에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공한 후 수행될 수도 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 5, with a first side length of 35 mm and located on the Miller index [110] plane. This may be performed after first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape where the second side adjacent to the first side has a length of 21 mm.

제1 측면(510)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 5에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터 대략 11mm에 해당하는 위치에서 대략 17도의 각도로 연마할 수 있다. To form the first side 510, one surface of the rectangular parallelepiped located on the Miller index [001] plane is ground at an angle of approximately 17 degrees at a position corresponding to approximately 11 mm from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. 5. You can.

제2 측면(520)을 형성하기 위해, 제1 측면(510)의 일측에 위치하고 밀러 지수 [110] 면에 위치하는 표면을 연마할 수 있다. To form the second side 520, the surface located on one side of the first side 510 and located on the Miller index [110] plane may be polished.

제3 측면(530)을 형성하기 위해, 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 530, the surface between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the virtual cuboid may be polished.

제4 측면(540)을 형성하기 위해, 제1 측면(510)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fourth side 540, the surface between the other side of the first side 510 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제5 측면(550)을 형성하기 위해, 제3 측면(530)의 일측에 위치하고 밀러 지수 [001] 면에 위치하는 표면을 연마할 수 있다. To form the fifth side 550, the surface located on one side of the third side 530 and located on the Miller index plane may be polished.

제6 측면(560)을 형성하기 위해, 제5 측면(530)의 일측과 제4 측면(540)의 타측 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the sixth side 560, the surface between one side of the fifth side 530 and the other side of the fourth side 540 may be polished.

필요에 따라, 음향광학소자의 상면과 하면도 편평하게 연마할 수 있다.If necessary, the top and bottom surfaces of the acousto-optic element can also be polished flat.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(510)이 대략 24mm를 이루고, 제2 측면(520)이 대략 4mm를 이루고, 제3 측면(530)이 대략 20mm를 이루고, 제4 측면(540)이 대략 16mm를 이루고, 제5 측면(550)이 대략 8mm를 이루고, 제6 측면(560)이 대략 13mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 510 forms approximately 24 mm, the second side 520 forms approximately 4 mm, the third side 530 forms approximately 20 mm, and the fourth side 540 forms approximately 20 mm. It may progress until it forms 16 mm, the fifth side 550 forms approximately 8 mm, and the sixth side 560 forms approximately 13 mm.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 8mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 30MHz 미만의 특정 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(510)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)의 음향광학소자에도 흡음체(50)를 더 결합할 수 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 8 mm or less and is configured to emit a specific sound wave with a center frequency of less than 30 MHz, to one side of the first side 510. . If necessary, a sound absorbing body 50 can be further coupled to the acousto-optical element of the acousto-optical filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention.

위에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(500)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, in the case where the acousto-optic filter 500 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n, this is also the case. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)는 내접하는 직사각형의 장단비가 상대적으로 작게 형성되므로, 성장에 의해 얻어진 할로겐화수은 결정체에서 제거되는 부분이 감소된다. 이는 할로겐화수은 결정체가 성장되어야 하는 크기의 요구조건을 완화시키며 음향광학소자의 제작의 효율을 증가시키는 효과를 제공할 수 있다. Since the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention is formed with a relatively small length/length ratio of the inscribed rectangle, the portion removed from the mercury halide crystal obtained by growth is reduced. This can provide the effect of alleviating the size requirements at which mercury halide crystals must be grown and increasing the efficiency of manufacturing acousto-optic devices.

또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)는 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하는 것에 더해, 매우 넓은 시야각(field of view)을 제공하여 매우 높은 성능을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)는 매우 넓은 범위의 각도에서 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하여 다양한 분야에서 매우 높은 실용도를 제공할 수 있다.In addition, the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention not only enables detection of optical components in the long-wavelength infrared band, but also provides very high performance by providing a very wide field of view. can do. That is, the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment of the present invention can detect light components in the long-wavelength infrared band from a very wide range of angles, providing very high practicality in various fields.

도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학가변필터(600)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학가변필터(600)는 제5 실시예에 따른 음향광학가변필터(500)와 공통점을 가지며, 아래에서는 제5 실시예와의 차이점을 중심으로 제6 실시예를 설명하기로 한다.Figure 6 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 600 according to a sixth embodiment of the present invention. The variable acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention has something in common with the variable acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment, and the sixth embodiment will be described below focusing on the differences from the fifth embodiment. Let me explain an example.

본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학가변필터(600)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and may include an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 6은 음향광학가변필터(600)의 평면도로서, 도 6에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 6에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(610~660)은 도 6에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.Figure 6 is a plan view of the variable acousto-optic filter 600, and in Figure 6, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 6, the lower surface of the acousto-optical element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (610 to 660) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 6 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학가변필터(600)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plural side surfaces all have a first side length of 35 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose length is 21 mm.

도 6에는 음향광학가변필터(600)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 6의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 6에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(600)의 음향광학소자에서 각 측면(610~660)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 6, the acousto-optic variable filter 600 is depicted with this virtual rectangular parallelepiped, and only one rectangle corresponding to the top surface of the rectangular parallelepiped is shown in the plan view of FIG. 6. As described above, in FIG. 6, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (610 to 660) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 600, is not limited to a specific value.

본 발명의 제6 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제6 측면(610~660)을 포함할 수 있다. 제1 측면(610)은 밀러 지수 [001]면에 대해 약 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 대략 24mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(620)은 제1 측면(610)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하며, 대략 4mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(630)은 제2 측면(620)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 20mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(640)은 제1 측면(610)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제5 측면(650)은 제3 측면(530)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하며, 대략 17.5mm의 길이를 가질 수 있다. 제6 측면(660)은 제5 측면(630)의 일측과 제4 측면(540)의 타측 사이에서 이어지고, 밀러 지수 [110]면에 위치하며, 대략 8.5mm의 길이를 가질 수 있다.In the sixth embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to sixth sides 610 to 660. The first side 610 forms an angle between approximately 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 24 mm. The second side 620 is bent and connected to one side of the first side 610, is located on the Miller index plane of the above virtual rectangular parallelepiped, and may have a length of approximately 4 mm. The third side 630 is bent and connected to one side of the second side 620, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 20 mm. The fourth side 640 is bent and connected to the other side of the first side 610, and may have a length of approximately 16 mm. The fifth side 650 is bent and connected to one side of the third side 530, is located on the Miller index [001] plane, and may have a length of approximately 17.5 mm. The sixth side 660 extends between one side of the fifth side 630 and the other side of the fourth side 540, is located on the Miller index [110] plane, and may have a length of approximately 8.5 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(610)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 8mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(610)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(610)의 길이 방향을 따라 8mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 610 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 8 mm or less and the first side 610 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 8 mm or less along the longitudinal direction of the first side 610.

제5 실시예에서와 마찬가지로, 제1 측면(610)이 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 특정 각도를 이루면 해당 각도가 음향각이 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 16도인 곡선과 18도인 곡선(좌측에서 9번째 곡선과 10번째 곡선)을 보면, 해당 부분에서는 곡선이 거의 수직방향을 따라 연장되는 양태를 보임을 확인할 수 있다. 즉, 이 부분에서는 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 방사할 때 매우 넓은 범위의(30도 이상의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있다. As in the fifth embodiment, when the first side 610 forms a specific angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane, the angle becomes the acoustic angle. In the graph of Figure 9, looking at the curve with an acoustic angle (α) of 16 degrees and the curve with 18 degrees (the 9th and 10th curves from the left), it can be seen that the curve extends almost vertically in the corresponding part. there is. In other words, in this part, when sound waves are radiated at a specific frequency of less than 30 MHz, light with a wavelength of 10 μm can be diffracted in a very wide range of incident angles (more than 30 degrees).

본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)에서는 음파가 제1 측면(610)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제6 측면(660)에 다다르고, 광빔은 제3 측면(630)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제4 측면(640)으로 방사된다. 도 6에 도시된 실시예에서, 입사면인 제3 측면(630) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 6mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제4 측면(640) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 5mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 610 and propagates along the sound wave area 20 to reach the sixth side 660, and the light beam is transmitted through the third side 660. It enters the side 630, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the fourth side 640. In the embodiment shown in FIG. 6, when the light beam is incident on the third side 630, which is the incident surface, in a section of about 6 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated to transmit a specific signal below about 30 MHz. When a sound wave is generated at a frequency, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 5 mm corresponding to the light beam area 30 of the fourth side 640, which is the emission surface.

본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 35 mm and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 21 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 6에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공하는 단계를 포함할 수 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 6, with a first side length of 35 mm and located on the Miller index [110] plane. It may include first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape where the second side adjacent to the first side has a length of 21 mm.

이어서, 제1 측면(610)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 6에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터 대략 11mm에 해당하는 위치에서 대략 17도의 각도로 연마할 수 있다. Then, to form the first side 610, one surface of the cuboid located on the Miller index [001] plane is cut at an angle of approximately 17 degrees at a position corresponding to approximately 11 mm from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. It can be polished.

제3 측면(630)을 형성하기 위해, 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 630, the surface between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the virtual cuboid may be polished.

제4 측면(640)을 형성하기 위해, 제1 측면(610)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fourth side 640, the surface between the other side of the first side 610 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제2 측면(620), 제5 측면(650) 및 제6 측면(660)은 먼저 가공한 직육면체의 일부로서 별도의 가공을 요구하지 않는다.The second side 620, the fifth side 650, and the sixth side 660 are part of the previously processed rectangular parallelepiped and do not require separate processing.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(610)이 대략 24mm를 이루고, 제2 측면(620)이 대략 4mm를 이루고, 제3 측면(630)이 대략 20mm를 이루고, 제4 측면(640)이 대략 16mm를 이루고, 제5 측면(650)이 대략 17.5mm를 이루고, 제6 측면(660)이 대략 8.5mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 610 forms approximately 24 mm, the second side 620 forms approximately 4 mm, the third side 630 forms approximately 20 mm, and the fourth side 640 forms approximately 20 mm. It may progress until it forms 16 mm, the fifth side 650 forms approximately 17.5 mm, and the sixth side 660 forms approximately 8.5 mm.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 8mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 30MHz 미만의 특정 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(610)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)의 음향광학소자에도 흡음체(50)를 더 결합할 수 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 8 mm or less and is configured to emit a specific sound wave with a center frequency of less than 30 MHz, to one side of the first side 610. . If necessary, a sound absorbing body 50 can be further combined with the acousto-optical element of the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention.

위에서는 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(600)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, in the case where the acousto-optic filter 600 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n, this is also the case. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)는 내접하는 직사각형의 장단비가 상대적으로 작게 형성되므로, 성장에 의해 얻어진 할로겐화수은 결정체에서 제거되는 부분이 감소된다. 이는 할로겐화수은 결정체가 성장되어야 하는 크기의 요구조건을 완화시키며 음향광학소자의 제작의 효율을 증가시키는 효과를 제공할 수 있다. 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)에서는 음향광학소자의 연마되는 양이 제5 실시예에 따른 음향광학필터(500)에 비해 더 낮아 제작이 더 쉽고 쪼개짐의 발생 가능성은 더 낮다. Since the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention is formed with a relatively small length/length ratio of the inscribed rectangle, the portion removed from the mercury halide crystal obtained by growth is reduced. This can provide the effect of alleviating the size requirements at which mercury halide crystals must be grown and increasing the efficiency of manufacturing acousto-optic devices. In the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention, the amount of polishing of the acousto-optic element is lower than that of the acousto-optic filter 500 according to the fifth embodiment, making it easier to manufacture and less likely to cause splitting. low.

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(600)는 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하는 것에 더해, 매우 넓은 시야각(field of view)을 제공하여 매우 높은 성능을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향광학필터(500)는 매우 넓은 범위의 각도에서 장파장 적외선 대역의 광성분을 검출하는 것을 가능하게 하여 다양한 분야에서 매우 높은 실용도를 제공할 수 있다.In addition, the acousto-optic filter 600 according to the sixth embodiment of the present invention not only enables detection of optical components in the long-wavelength infrared band, but also provides very high performance by providing a very wide field of view. can do. That is, the acousto-optic filter 500 according to the sixth embodiment of the present invention can detect optical components in the long-wavelength infrared band from a very wide range of angles, providing very high practicality in various fields.

도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학가변필터(700)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. Figure 7 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 700 according to a seventh embodiment of the present invention.

본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학가변필터(700)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and may include an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 7은 음향광학가변필터(700)의 평면도로서, 도 7에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 7에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(710~740)은 도 7에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.FIG. 7 is a plan view of the variable acousto-optic filter 700, and in FIG. 7, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 7, the lower surface of the acousto-optic element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (710 to 740) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 7 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학가변필터(700)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plural side surfaces all have a first side length of 50 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose length is 29 mm.

도 7에는 음향광학가변필터(700)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 7의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 7에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(700)의 음향광학소자에서 각 측면(710~740)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 7, the variable acousto-optic filter 700 is depicted along with this virtual rectangular parallelepiped, and only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped is shown in the plan view of FIG. 7. As described above, in FIG. 7, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (710 to 740) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 700, is not limited to a specific value.

본 발명의 제7 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제4 측면(710~740)을 포함할 수 있다. 제1 측면(710)은 밀러 지수 [001]면에 대해 약 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 대략 40mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(720)은 제1 측면(710)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 37mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(730)은 제1 측면(710)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(750)은 제2 측면(720)의 일측과 제3 측면(730)의 타측 사이에서 이어지고, 대략 25mm의 길이를 가질 수 있다.In the seventh embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to fourth sides 710 to 740. The first side 710 forms an angle between about 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 40 mm. The second side 720 is bent and connected to one side of the first side 710, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 37 mm. The third side 730 is bent and connected to the other side of the first side 710, and may have a length of approximately 16 mm. The fourth side 750 extends between one side of the second side 720 and the other side of the third side 730, and may have a length of approximately 25 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(710)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 14mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(710)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(710)의 길이 방향을 따라 14mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 710 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 14 mm or less and the first side 710 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 14 mm or less along the longitudinal direction of the first side 710.

도 7에 도시된 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학가변필터(700)의 설계치수는 아래의 [표 4]와 같다.The design dimensions of the variable acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 7 are as shown in [Table 4] below.

음향광학가변필터의 설계 치수Design dimensions of variable acousto-optic filter X size [001]X size [001] [mm][mm] 5050 Y size [110]Y size [110] [mm][mm] 2929 트랜스듀서 길이transducer length [mm][mm] 1414 음향각acoustic angle [각도][Angle] 16.5~17.516.5~17.5 입사면entrance surface [mm][mm] 3737 출사면exit surface [mm][mm] 1616 트랜스듀서 면Transducer side [mm][mm] 4040 중심주파수center frequency [MHz][MHz] 30 미만less than 30

도 7을 참조하면, 제1 측면(710)이 트랜스듀서 면이 되고, 제2 측면(720)이 광빔의 입사면, 제3 측면(730)이 회절광의 출사면이 된다. 제1 측면(710)에 결합된 트랜스듀서(10)가 중심주파수 30MHz 미만의 음파를 방사하면, 음파는 트랜스듀서 면인 제1 측면(710)의 법선 방향에 대해 워크오프각(ω)만큼 기울어진 음파영역(20) 내에서 진행하고, 입사면인 제2 측면(720)으로 유입되는 광빔은 음파의 변조에 의해 회절되어 광빔영역(30)을 따라 출사면인 제3 측면(730)으로 방사되어 별도의 장치에 의해 검출될 수 있다.Referring to FIG. 7, the first side 710 becomes the transducer surface, the second side 720 becomes the incident surface of the light beam, and the third side 730 becomes the exit surface of the diffracted light. When the transducer 10 coupled to the first side 710 radiates a sound wave with a center frequency of less than 30 MHz, the sound wave is inclined by the walk-off angle (ω) with respect to the normal direction of the first side 710, which is the transducer surface. The light beam that travels within the sound wave area 20 and flows into the second side 720, which is the incident surface, is diffracted by modulation of the sound wave and radiates along the light beam area 30 to the third side 730, which is the exit surface. Can be detected by a separate device.

제1 측면(710)이 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 특정 각도를 이루면 해당 각도가 음향각이 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 16도인 곡선과 18도인 곡선(좌측에서 9번째 곡선과 10번째 곡선)을 보면, 해당 부분에서는 곡선이 거의 수직방향을 따라 연장되는 양태를 보임을 확인할 수 있다. 즉, 이 부분에서는 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 방사할 때 매우 넓은 범위의(30도 이상의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있다. When the first side 710 forms a specific angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane, the angle becomes the acoustic angle. In the graph of Figure 9, looking at the curve with an acoustic angle (α) of 16 degrees and the curve with 18 degrees (the 9th and 10th curves from the left), it can be seen that the curve extends almost vertically in the corresponding part. there is. In other words, in this part, when sound waves are radiated at a specific frequency of less than 30 MHz, light with a wavelength of 10 μm can be diffracted in a very wide range of incident angles (more than 30 degrees).

본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)에서는 음파가 제1 측면(710)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제4 측면(740)에 다다르고, 광빔은 제2 측면(720)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제3 측면(730)으로 방사된다. 도 7에 도시된 실시예에서, 입사면인 제2 측면(720) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 12mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제3 측면(730) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 11mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 710 and propagates along the sound wave area 20 to reach the fourth side 740, and the light beam is transmitted through the second side 740. It enters the side 720, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the third side 730. In the embodiment shown in FIG. 7, when the light beam is incident on the second side 720, which is the incident surface, in a section of about 12 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated to transmit a specific signal below about 30 MHz. When a sound wave is generated at a frequency, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 11 mm corresponding to the light beam area 30 of the third side 730, which is the emission surface.

본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 50 mm, and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 29 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다.Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 7에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공한 후 수행될 수도 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 7, with a first side length of 50 mm and located on the Miller index [110] plane. This may be performed after first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape where the second side adjacent to the first side has a length of 29 mm.

제1 측면(710)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 7에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터의 특정 위치에서 대략 17도의 각도로 연마할 수 있다. To form the first side 710, one surface of the cuboid located on the Miller index [001] plane can be ground at an angle of approximately 17 degrees at a specific location from the lower left corner of the rectangle shown in FIG. 7.

제2 측면(720)을 형성하기 위해, 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the second side 720, the surface between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the virtual cuboid may be polished.

제3 측면(730)을 형성하기 위해, 제1 측면(710)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 730, the surface between the other side of the first side 710 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제4 측면(740)을 형성하기 위해, 제2 측면(720)의 일측과 제3 측면(730)의 타측 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the fourth side 740, the surface between one side of the second side 720 and the other side of the third side 730 may be polished.

필요에 따라, 음향광학소자의 상면과 하면도 편평하게 연마할 수 있다.If necessary, the top and bottom surfaces of the acousto-optic element can also be polished flat.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(710)이 대략 40mm를 이루고, 제2 측면(720)이 대략 37mm를 이루고, 제3 측면(730)이 대략 16mm를 이루고, 제4 측면(740)이 대략 25mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 710 forms approximately 40 mm, the second side 720 forms approximately 37 mm, the third side 730 forms approximately 16 mm, and the fourth side 740 forms approximately 16 mm. It can progress until 25mm is achieved.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 14mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 30MHz 미만의 특정 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(710)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)의 음향광학소자에도 흡음체(50)를 더 결합할 수 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 14 mm or less and is configured to emit a specific sound wave with a center frequency of less than 30 MHz, to one side of the first side 710. . If necessary, a sound absorbing body 50 may be further coupled to the acousto-optical element of the acousto-optical filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention.

위에서는 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(700)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, in the case where the acousto-optic filter 700 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n, this is also the case. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)는 입사면 및 출사면에서 광빔이 통과하는 광빔영역(30)이 상대적으로 넓은 구간에 걸쳐 형성되므로, 장파장 적외선 대역의 광성분을 더 민감하게 검출하는 것이 가능하다. 특히, 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)는 제5 및 제6 실시예에 따른 음향광학필터(500, 600)와 마찬가지로 매우 넓은 시야각을 제공하여 매우 높은 성능을 제공할 수 있다.The acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention is more sensitive to the light component in the long-wavelength infrared band because the light beam area 30 through which the light beam passes is formed over a relatively wide section at the entrance and exit surfaces. It is possible to detect it accurately. In particular, the acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention, like the acousto-optic filters 500 and 600 according to the fifth and sixth embodiments, can provide a very wide viewing angle and provide very high performance. there is.

도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학가변필터(800)를 예시적으로 나타내는 평면도이다. 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학가변필터(800)는 제7 실시예에 따른 음향광학가변필터(700)와 공통점을 가지며, 아래에서는 제7 실시예와의 차이점을 중심으로 제8 실시예를 설명하기로 한다.Figure 8 is a plan view illustrating an acousto-optic variable filter 800 according to an eighth embodiment of the present invention. The tunable acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention has something in common with the tunable acousto-optic filter 700 according to the 7th embodiment. Below, the 8th embodiment focuses on the differences from the 7th embodiment. Let me explain an example.

본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학가변필터(800)는 할로겐화수은 재질로 형성되고 다면체 형상을 가진 음향광학소자와 음향광학소자의 한 측면에 결합되는 트랜스듀서(10)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 음향광학소자는 브롬화수은(Hg2Br2) 결정체를 가공하여 형성된 것일 수 있다.The variable acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention is formed of a mercury halide material and includes an acousto-optic element having a polyhedral shape and a transducer 10 coupled to one side of the acousto-optic element. . More specifically, the acousto-optical device may be formed by processing mercury bromide (Hg2Br2) crystals.

도 8은 음향광학가변필터(800)의 평면도로서, 도 8에는 다면체 형상의 음향광학소자의 상면이 중점적으로 표현되어 있다. 도 8에서 음향광학소자의 하면은 표현된 상면의 뒤에 가려져 있고, 음향광학소자의 다면체 형상이 가진 복수의 측면(810~850)은 도 8에 표시된 상면의 각 변으로부터 하면의 대응하는 변으로 이어질 수 있다.FIG. 8 is a plan view of the variable acousto-optic filter 800, and in FIG. 8, the top surface of the polyhedral-shaped acousto-optic element is mainly expressed. In FIG. 8, the lower surface of the acousto-optical element is hidden behind the expressed upper surface, and the plurality of sides (810 to 850) of the polyhedral shape of the acousto-optical element are connected from each side of the upper surface shown in FIG. 8 to the corresponding side of the lower surface. You can.

본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학가변필터(800)의 음향광학소자에서 상면, 하면 및 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29mm인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성될 수 있다. In the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention, the upper surface, lower surface, and plural side surfaces all have a first side length of 50 mm on the surface located on the Miller index plane and Miller index On the surface located on the [110] plane, the second side adjacent to the first side may be formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped whose length is 29 mm.

도 8에는 음향광학가변필터(800)가 이러한 가상의 직육면체와 함께 묘사되어 있는데, 도 8의 평면도에는 직육면체의 상면에 해당하는 하나의 직사각형만이 표현되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 8에서 직사각형의 상변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [001]면에 위치하고, 직사각형의 측변에 대응하는 표면은 밀러 지수 [110]면에 위치한다. 이와 같은 가상의 직육면체에서 상면과 하면 사이의 거리, 즉 음향광학가변필터(800)의 음향광학소자에서 각 측면(810~850)의 높이는 특정 값으로 한정되지 않는다.In FIG. 8, the acousto-optic variable filter 800 is depicted along with this virtual rectangular parallelepiped, and only one rectangle corresponding to the upper surface of the rectangular parallelepiped is shown in the plan view of FIG. 8. As described above, in FIG. 8, the surface corresponding to the upper side of the rectangle is located on the Miller index [001] plane, and the surface corresponding to the side side of the rectangle is located on the Miller index [110] plane. In such a virtual rectangular parallelepiped, the distance between the upper and lower surfaces, that is, the height of each side (810 to 850) of the acousto-optic element of the variable acousto-optic filter 800, is not limited to a specific value.

본 발명의 제8 실시예에서, 음향광학소자의 복수의 측면은 제1 내지 제5 측면(810~850)을 포함할 수 있다. 제1 측면(810)은 밀러 지수 [001]면에 대해 약 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 대략 40mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 측면(820)은 제1 측면(810)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 위 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 대략 37mm의 길이를 가질 수 있다. 제3 측면(830)은 제1 측면(810)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 대략 16mm의 길이를 가질 수 있다. 제4 측면(840)은 제2 측면(720)의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하며, 대략 17.5mm의 길이를 가질 수 있다. 제5 측면(850)은 제3 측면(830)의 타측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110]면에 위치하며, 대략 8mm의 길이를 가질 수 있다.In the eighth embodiment of the present invention, the plurality of sides of the acousto-optic device may include first to fifth sides 810 to 850. The first side 810 forms an angle between approximately 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane and may have a length of approximately 40 mm. The second side 820 is bent and connected to one side of the first side 810, and extends between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the above virtual rectangular parallelepiped. , may have a length of approximately 37 mm. The third side 830 is bent and connected to the other side of the first side 810, and may have a length of approximately 16 mm. The fourth side 840 is bent and connected to one side of the second side 720, is located on the Miller index [001] plane, and may have a length of approximately 17.5 mm. The fifth side 850 is bent and connected to the other side of the third side 830, is located on the Miller index [110] plane, and may have a length of approximately 8 mm.

트랜스듀서(10)는 이러한 음향광학소자의 제1 측면(810)에 결합되어 음파를 방사하도록 구성될 수 있는데, 트랜스듀서(10)는 대략 14mm 이하의 길이를 가질 수 있으며 제1 측면(810)의 일측에 결합될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)는 제1 측면(810)의 길이 방향을 따라 14mm 이하의 길이를 가질 수 있다.The transducer 10 may be configured to radiate sound waves by being coupled to the first side 810 of the acousto-optic element. The transducer 10 may have a length of approximately 14 mm or less and the first side 810 It can be combined on one side of . That is, the transducer 10 may have a length of 14 mm or less along the longitudinal direction of the first side 810.

제7 실시예에서와 마찬가지로, 제1 측면(810)이 밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 특정 각도를 이루면 해당 각도가 음향각이 된다. 도 9의 그래프에서 음향각(α)이 16도인 곡선과 18도인 곡선(좌측에서 9번째 곡선과 10번째 곡선)을 보면, 해당 부분에서는 곡선이 거의 수직방향을 따라 연장되는 양태를 보임을 확인할 수 있다. 즉, 이 부분에서는 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 방사할 때 매우 넓은 범위의(30도 이상의) 입사각에서 파장이 10μm인 광을 회절시킬 수 있다. As in the seventh embodiment, when the first side 810 forms a specific angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane, the angle becomes the acoustic angle. In the graph of Figure 9, looking at the curve with an acoustic angle (α) of 16 degrees and the curve with 18 degrees (the 9th and 10th curves from the left), it can be seen that the curve extends almost vertically in the corresponding part. there is. In other words, in this part, when sound waves are radiated at a specific frequency of less than 30 MHz, light with a wavelength of 10 μm can be diffracted in a very wide range of incident angles (more than 30 degrees).

본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)에서는 음파가 제1 측면(810)으로 진입하여 음파영역(20)을 따라 전파되어 제5 측면(850)에 다다르고, 광빔은 제2 측면(820)으로 진입하여 광빔영역(30)을 따라 전파되어 음파에 의해 회절된 후 제3 측면(830)으로 방사된다. 도 8에 도시된 실시예에서, 입사면인 제2 측면(820) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 12mm의 구간으로 광빔이 입사되면, 트랜스듀서(10)가 작동되어 약 30MHz 미만의 특정 주파수로 음파를 발생시킬 때 해당 광빔에 포함된 10μm 파장의 광성분이 출사면인 제3 측면(830) 중 광빔영역(30)에 해당하는 약 11mm의 구간으로 방사될 수 있다.In the acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention, the sound wave enters the first side 810 and propagates along the sound wave area 20 to reach the fifth side 850, and the light beam is transmitted through the second side 850. It enters the side 820, propagates along the light beam area 30, is diffracted by sound waves, and then radiates to the third side 830. In the embodiment shown in FIG. 8, when the light beam is incident on the second side 820, which is the incident surface, in a section of about 12 mm corresponding to the light beam area 30, the transducer 10 is activated to transmit a specific signal below about 30 MHz. When a sound wave is generated at a frequency, the light component with a wavelength of 10 μm included in the light beam may be emitted in a section of about 11 mm corresponding to the light beam area 30 of the third side 830, which is the emission surface.

본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)를 제작하는 방법은, 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계, 할로겐화수은 결정체를 상기 음향광학소자로 가공하는 단계, 및 트랜스듀서(10)를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention includes preparing a mercury halide crystal, processing the mercury halide crystal into the acousto-optic element, and combining the transducer 10. It may include steps.

할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계는 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29mm인 가상의 직육면체보다 큰 부피의 할로겐화수은 결정체를 준비하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 위 직육면체의 측면 표면들이 밀러 지수 [001]면과 밀러 지수 [110]면에 위치하도록 정렬된 상태에서 직육면체가 내부에 포함될 수 있을 정도의 크기로 브롬화수은(Hg2Br2) 결정을 성장시키는 과정에 의해 이루어질 수도 있다.The step of preparing a mercury halide crystal is a process in which the length of the first side on the surface located on the Miller index [001] plane is 50 mm, and the length of the second side adjacent to the first side on the surface located on the Miller index [110] plane is 29 mm. A step of preparing mercury halide crystals with a volume larger than a virtual rectangular parallelepiped may be included. For example, this involves growing a mercury bromide (Hg2Br2) crystal to a size large enough to contain the cuboid inside, with the side surfaces of the above cuboid aligned on the Miller index [001] plane and the Miller index [110] plane. It can also be accomplished through a process.

할로겐화수은 결정체를 음향광학소자로 가공하는 단계는, 할로겐화수은 결정체의 표면들이 위에 설명된 음향광학소자의 치수들을 이루도록 할로겐화수은 결정체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다. Processing the mercury halide crystals into an acousto-optic device may include polishing the mercury halide crystals so that the surfaces of the mercury halide crystals achieve the dimensions of the acousto-optic device described above.

음향광학소자의 각 표면을 연마하는 단계는, 할로겐화수은 결정체를 도 8에 도시된 것과 같은, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50mm이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29mm인 가상의 직육면체의 형상으로 먼저 가공하는 단계를 포함할 수 있다.The step of polishing each surface of the acousto-optic element is to place a mercury halide crystal on a surface located on the Miller index [001] plane, as shown in FIG. 8, with a first side length of 50 mm and located on the Miller index [110] plane. It may include first processing the surface into a virtual rectangular parallelepiped shape, where the second side adjacent to the first side has a length of 29 mm.

이어서, 제1 측면(810)을 형성하기 위해, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 직육면체의 한 표면을 도 8에 도시된 직사각형의 좌측 하단부 모서리로부터의 특정 위치에서 대략 17도의 각도로 연마할 수 있다. Then, to form the first side 810, one surface of the cuboid located on the Miller index [001] plane can be ground at an angle of approximately 17 degrees at a specific location from the lower left corner of the rectangle shown in Figure 8. there is.

제2 측면(820)을 형성하기 위해, 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the second side 820, the surface between the surface located on the Miller index [001] plane and the surface located on the Miller index [110] plane of the virtual cuboid may be polished.

제3 측면(830)을 형성하기 위해, 제1 측면(810)의 타측과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이의 표면을 연마할 수 있다.To form the third side 830, the surface between the other side of the first side 810 and the surface located on the Miller index [110] plane may be polished.

제4 측면(840)과 제5 측면(850)은 먼저 가공한 직육면체의 일부로서 별도의 가공을 요구하지 않는다.The fourth side 840 and the fifth side 850 are part of the previously processed rectangular parallelepiped and do not require separate processing.

위의 연마하는 단계는 제1 측면(810)이 대략 40mm를 이루고, 제2 측면(820)이 대략 37mm를 이루고, 제3 측면(830)이 대략 16mm를 이루고, 제4 측면(840)이 대략 17.5mm를 이루고, 제5 측면(830)이 대략 8mm를 이룰 때까지 진행될 수 있다.In the above polishing step, the first side 810 forms approximately 40 mm, the second side 820 forms approximately 37 mm, the third side 830 forms approximately 16 mm, and the fourth side 840 forms approximately 16 mm. It can progress until it forms 17.5 mm, and the fifth side 830 forms approximately 8 mm.

트랜스듀서(10)를 결합하는 단계는 대략 14mm 이하의 길이를 가지며 중심주파수가 30MHz 미만의 특정 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서(10)를 제1 측면(810)의 일측에 결합함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)의 음향광학소자에도 흡음체(50)를 더 결합할 수 있다.The step of combining the transducer 10 can be performed by combining the transducer 10, which has a length of approximately 14 mm or less and is configured to emit a specific sound wave with a center frequency of less than 30 MHz, to one side of the first side 810. . If necessary, a sound absorbing body 50 can be further combined with the acousto-optical element of the acousto-optical filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention.

위에서는 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)의 구체적인 치수를 밀리미터 단위로 표현하였고, 이는 각각의 치수를 1mm의 길이를 가진 단위 길이 n에 대한 비율로 표현한 것에 해당한다. 그러나, 위 치수들에 비례하는 치수들로 음향광학필터(800)가 제작되는 경우, 즉 단위 길이 n을 0보다 큰 임의의 길이로 설정하고 각 치수를 n에 대한 동일한 비율로 설정하는 경우도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Above, the specific dimensions of the acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention are expressed in millimeters, which corresponds to expressing each dimension as a ratio to the unit length n of 1 mm. However, in the case where the acousto-optic filter 800 is manufactured with dimensions proportional to the above dimensions, that is, the unit length n is set to an arbitrary length greater than 0 and each dimension is set at the same ratio to n, this is also the case. It may be said to fall within the scope of the invention.

본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)는 입사면 및 출사면에서 광빔이 통과하는 광빔영역(30)이 상대적으로 넓은 구간에 걸쳐 형성되므로, 장파장 적외선 대역의 광성분을 더 민감하게 검출하는 것이 가능하다. 특히, 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)는 제5 내지 제7 실시예에 따른 음향광학필터(500, 600, 700)와 마찬가지로 매우 넓은 시야각을 제공하여 매우 높은 성능을 제공할 수 있다. 한편, 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향광학필터(800)에서는 음향광학소자의 연마되는 양이 제7 실시예에 따른 음향광학필터(700)에 비해 더 낮아 제작이 더 쉽고 쪼개짐의 발생 가능성은 더 낮다. The acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention is more sensitive to the light component in the long-wavelength infrared band because the light beam area 30 through which the light beam passes is formed over a relatively wide section at the entrance and exit surfaces. It is possible to detect it clearly. In particular, the acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention, like the acousto-optic filters 500, 600, and 700 according to the fifth to seventh embodiments, provides a very wide viewing angle and provides very high performance. can do. Meanwhile, in the acousto-optic filter 800 according to the eighth embodiment of the present invention, the amount of polishing of the acousto-optic element is lower than that of the acousto-optic filter 700 according to the seventh embodiment of the present invention, making it easier to manufacture and less likely to cause splitting. is lower.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to an embodiment of the present invention, those skilled in the art will understand the present invention in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be modified and changed.

Claims (6)

할로겐화수은 재질로 형성되고, 상면, 하면 및 복수의 측면을 가진 다면체 형상을 가지며, 단위 길이 n에 대하여 상기 상면, 상기 하면 및 상기 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 35n이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 21n인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성된 음향광학소자; 및
상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 결합되어 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서를 포함하되,
상기 복수의 측면은,
밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 24n의 길이를 가진 제1 측면;
상기 제1 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110] 면에 위치하며, 4n의 길이를 가진 제2 측면;
상기 제2 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 상기 가상의 직육면체의 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 20n의 길이를 가진 제3 측면; 및
상기 제1 측면의 타측에서 절곡되어 이어지고, 16n의 길이를 가진 제4 측면;을 포함하고,
상기 트랜스듀서는 상기 제1 측면의 일측에 결합되고, 상기 제1 측면의 길이 방향을 따라 8n 이하의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 음향광학가변필터.
It is made of a mercury halide material and has a polyhedral shape with an upper surface, a lower surface, and a plurality of side surfaces. For unit length n, the upper surface, the lower surface, and the plurality of side surfaces are all located on the Miller index plane [001]. An acousto-optic element formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped, where one side has a length of 35n and a second side adjacent to the first side has a length of 21n on a surface located on the Miller index [110] plane; and
A transducer coupled to one of the plurality of sides and configured to emit sound waves,
The plurality of aspects is,
a first side having a length of 24n and making an angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane;
a second side that is bent and connected to one side of the first side, is located on the Miller index [110] plane, and has a length of 4n;
A third side is bent at one side of the second side, extends between a surface located on the Miller index [110] plane of the virtual rectangular parallelepiped, and a surface located on the Miller index [001] plane, and has a length of 20n. ; and
A fourth side is bent and connected to the other side of the first side and has a length of 16n,
The transducer is coupled to one side of the first side, and has a length of 8n or less along the longitudinal direction of the first side.
제 7 항에 있어서,
상기 복수의 측면은,
상기 제3 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 제5 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향광학가변필터.
According to claim 7,
The plurality of aspects is,
A variable acousto-optic filter further comprising a fifth side that is bent and connected to one side of the third side and located on the Miller index [001] plane.
제 2 항에 있어서,
상기 제5 측면은 8n의 길이를 갖고,
상기 복수의 측면은 상기 제5 측면의 일측과 상기 제4 측면의 타측 사이에서 이어지는 제6 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향광학가변필터.
According to claim 2,
The fifth side has a length of 8n,
The plurality of side surfaces further include a sixth side extending between one side of the fifth side and the other side of the fourth side.
할로겐화수은 재질로 형성되고, 상면, 하면 및 복수의 측면을 가진 다면체 형상을 가지며, 단위 길이 n에 대하여 상기 상면, 상기 하면 및 상기 복수의 측면은 모두 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면에서 제1 변의 길이가 50n이고 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면에서 상기 제1 변에 이웃하는 제2 변의 길이가 29n인 가상의 직육면체에 내접하도록 형성된 음향광학소자; 및
상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 결합되어 음파를 방사하도록 구성된 트랜스듀서를 포함하되,
상기 복수의 측면은,
밀러 지수 [001]면에 대해 16.5와 17.5도 사이의 각도를 이루고, 40n의 길이를 가진 제1 측면;
상기 제1 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 상기 가상의 직육면체의 밀러 지수 [001]면에 위치하는 표면과 밀러 지수 [110]면에 위치하는 표면 사이에서 연장되며, 37n의 길이를 가진 제2 측면; 및
상기 제1 측면의 타측에서 절곡되어 이어지고, 16n의 길이를 가진 제3 측면;을 포함하고,
상기 트랜스듀서는 상기 제1 측면의 일측에 결합되고, 상기 제1 측면의 길이 방향을 따라 14n 이하의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 음향광학가변필터.

It is made of a mercury halide material and has a polyhedral shape with an upper surface, a lower surface, and a plurality of side surfaces. For unit length n, the upper surface, the lower surface, and the plurality of side surfaces are all located on the Miller index plane [001]. An acousto-optic element formed to be inscribed in a virtual rectangular parallelepiped, where one side has a length of 50n and a second side adjacent to the first side has a length of 29n on a surface located on the Miller index [110] plane; and
A transducer coupled to one of the plurality of sides and configured to emit sound waves,
The plurality of aspects is,
a first side having a length of 40n and making an angle between 16.5 and 17.5 degrees with respect to the Miller index [001] plane;
A second side is bent at one side of the first side, extends between a surface located on the Miller index [001] plane of the virtual cuboid, and a surface located on the Miller index [110] plane, and has a length of 37n. ; and
A third side is bent and connected to the other side of the first side and has a length of 16n,
The transducer is coupled to one side of the first side, and has a length of 14n or less along the longitudinal direction of the first side.

제 4 항에 있어서,
상기 복수의 측면은 상기 제2 측면의 일측과 상기 제3 측면의 타측 사이에서 이어지는 제4 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향광학가변필터.
According to claim 4,
The plurality of side surfaces further include a fourth side extending between one side of the second side and the other side of the third side.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 측면은,
상기 제2 측면의 일측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [001]면에 위치하는 제4 측면; 및
상기 제3 측면의 타측에서 절곡되어 이어지고, 밀러 지수 [110]면에 위치하는 제5 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향광학가변필터.
According to claim 4,
The plurality of aspects is,
a fourth side that is bent and connected to one side of the second side and is located on the Miller index [001] plane; and
The acousto-optic variable filter further includes a fifth side that is bent and connected to the other side of the third side and is located on the Miller index [110] plane.
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