Filter Optik Ultra‑Narrowband:Memperluas Pencitraan Resolusi Tinggi dari UV ke LWIR

Gambar 1. Visualisasi penjelajah Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) dengan citra SJI berjendela. (Gambar:Alluxa)

Kemajuan dalam sensor optik dan teknologi pencitraan semakin cepat diasimilasikan ke dalam cara manusia berinteraksi, memahami diri sendiri, dan menjelajahi dunia di sekitar mereka. Ruang lingkup penyelidikan untuk perangkat optik sangat luas dan memungkinkan teknologi di dalamnya, seperti perangkat bioMEMS transdermal yang ditanamkan, dan seterusnya, atau sebagai surveyor penerbangan luar angkasa yang ditempatkan sebagai instrumen luar angkasa dekat dan dalam. Inti dari fungsionalitas perangkat optik modern, filter optik film tipis ultra-narrow bandpass (UNBP) memungkinkan diskriminasi pita sub-nanometer dalam spektrum luas. Filter ini, yang dipelopori sebagai filter NIR DWDM untuk industri telekomunikasi, kini penting dalam mengekstraksi sinyal bermakna dari perangkat pencitraan dan penginderaan yang beroperasi di mana pun antara pita ultraviolet dalam dan inframerah tengah.

Teknik pengendapan baru, seperti SIRRUS™, yang dikembangkan di Alluxa, telah mengubah pembuatan filter UNBP dari proses produksi yang rendah dan berbiaya tinggi menjadi proses manufaktur yang sangat deterministik. Atribut filter penting seperti faktor bentuk, keseragaman spasial, dan resolusi spektral telah melampaui ambang batas kemampuan/kinerja dalam beberapa tahun terakhir. Contoh berikut menyoroti beberapa penerapan terbaru UNBP.

Heliofisika, sebagai salah satu pokok bahasan, telah mengemuka sebagai keingintahuan sosial dan sebagai tempat untuk mempelajari berbagai interaksi matahari-bumi. Penelitian fenomena medan magnet/plasma, seperti lontaran massa koronal (CME), merupakan subjek yang sangat menarik. 2 Investigasi selama dua dekade terakhir berkisar dari penerbangan atmosfer tinggi hingga instrumentasi pada berbagai misi penerbangan luar angkasa. Surveyor surya ini telah menggunakan filter UNBP multi-panjang gelombang untuk pemindaian resolusi spasial dan temporal yang tinggi pada segmen heliosfer rendah, menengah, dan tinggi. Seiring dengan dikembangkannya instrumentasi generasi berikutnya, kebutuhan akan pencitraan resolusi kecepatan plasma yang lebih baik (yaitu, profil suhu heliosfer) telah meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan ini, Alluxa sedang membangun UNBP multi-rongga berkekuatan tinggi di UV.

Gambar 2. Filter Surya UV Ultra-Sempit. (Gambar:Alluxa)

Filter dengan>500 lapisan telah diproduksi untuk pencitraan spektograf dan aplikasi penginderaan lainnya. Dengan menggunakan serangkaian instrumentasi yang dikembangkan secara internal, filter Alluxa terbukti menunjukkan FWHM <0,5 nm dan transmitansi puncak 0,10-0,50 (10-50 persen), sementara memblokir 200-1200 nm pada OD6-12 seperti terlihat pada Gambar 2. Profil spektral yang mengesankan ini disebabkan oleh konfigurasi sistem deposisi dan metodologi proses untuk meminimalkan kerugian (hamburan + penyerapan) dalam filter jumlah antarmuka tinggi, suatu kemampuan yang penting untuk kinerja tinggi Filter UV.

Gambar 3. Filter Bandpass Ultra-Sempit VIS, CWL @ 532 nm. (Gambar:Alluxa)

Pengamatan dan pemodelan atmosfer menjadi perhatian utama setiap orang yang menaiki gelembung biru ini. Hal ini dapat secara signifikan mengubah kehidupan individu dan konstruksi geo-ekonomi seperti sistem perdagangan global emisi rumah kaca. Secara khusus, filter pada 532 nm dan 1064 nm akan signifikan dalam meningkatkan kemampuan kita mengukur hamburan balik dan depolarisasi volume untuk profil awan dan aerosol diurnal di troposfer. Gambar 3 dan 4 menunjukkan kinerja masing-masing filter Ultra-Narrow Bandpass 532-0,127 dan 1064-0,25 OD6, yang sangat cocok dengan simulasi teoretis yang dimaksudkan. Filter tersebut akan diterapkan dalam misi penerbangan untuk penggunaan praktis dalam penginderaan jauh Lidar di atmosfer. 3, 4

Gambar 4. Filter Bandpass Ultra-Sempit NIR, CWL @ 1064 nm. (Gambar:Alluxa)

Bidang eksperimen dan pertumbuhan lainnya adalah pemantauan dan analisis gas, khususnya pada panjang gelombang di LWIR. Aplikasi laser dalam rezim panjang gelombang ini berkisar dari prosedur penghapusan tato eksperimental hingga pembuatan peralatan medis. Mengontrol bandwidth laser dan melemahkan cahaya di luar pita adalah kunci dalam aplikasi ini dan, akibatnya, ultra-sempit dengan cepat menjadi komponen penting. Gambar 5 menunjukkan kemampuan Alluxa dalam merancang dan memproduksi 10,6 mikron dengan FWHM <0,1 mikron secara andal di wilayah LWIR.

Gambar 5. Bandpass Ultra-Sempit LWIR 10,6 mikron. (Gambar:Alluxa)

Luasnya aplikasi yang terus berkembang dan membutuhkan filter bandpass ultra-sempit menciptakan permintaan akan inovasi dan peningkatan yang terus-menerus. Mulai dari meminimalkan kehilangan atau sebaran sinar UV, hingga kemampuan pengulangan yang lebih besar dan pencocokan teori pada VIS dan NIR, hingga peningkatan transmisi in-band seiring dengan penyempitan bandwidth pada LWIR, tuntutan akan inovasi terus dipenuhi oleh Alluxa. Platform pengendapan SIRRUS™, bersama dengan keahlian desain dan teknik Alluxa, telah memberikan kontribusi mendasar terhadap kemampuan dan kemajuan dalam jangka waktu yang relatif singkat seperti yang ditunjukkan oleh UNBP yang mendorong batas-batas ini.

Artikel ini ditulis oleh Tim Teknik Alluxa (Santa Rosa, CA). Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini  .

Referensi

1. SVS. “Studio Visualisasi Ilmiah NASA|Sepotong Cahaya:Bagaimana IRIS Mengamati Matahari.” SVS, 26 Juni 2015.
2. “EUVST – Sains NASA.” NASA, NASA, sains.
3. “Sistem Transportasi Cloud-Aerosol (CATS).” Kucing.
4. “NASA AOS – Lidar ALICAT untuk Orbit Miring AOS:Ikhtisar Instrumen dan Proyeksi Kinerja.” Aos.gsfc.nasa.gov, aos.gsfc.nasa.gov/meetings-documents-more.htm?id=175.