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濾光片分類(lèi)及參數

2024-04-03 派大星

從原理上,濾光片可以分為多個(gè)類(lèi)型,下面激埃特光電的小編為大家分別對這些不同類(lèi)型的濾光片進(jìn)行介紹。


濾光片分類(lèi)及參數


1、 吸收濾光片(Barrier filter)是在樹(shù)脂或玻璃材料中混入特殊染料制成,根據對不同波長(cháng)光吸收的能力不同,就可以起到濾波的作用效果。帶顏色的玻璃濾光片在市場(chǎng)上的普及最廣,其優(yōu)點(diǎn)是穩定、均勻、具有良好的光束質(zhì)量,而且制造成本低廉,但是它的存在通帶比較大的缺點(diǎn),通常很少有低于30nm的。


2、干涉濾光片(Bandpass interference filters)它采用了真空鍍膜的方法,在玻璃的表面鍍了一層具有特定厚度的光學(xué)薄膜,通常一塊玻璃要由多層薄膜疊加而成,利用干涉原理從而讓特定光譜范圍的光波透過(guò)。干涉濾光片的種類(lèi)繁多,它們應用領(lǐng)域也不同,其中應用比較多的干涉濾光片有帶通濾光片、截止濾光片、二向色濾光片。


(1)帶通濾光片(Bandpass Filters)只可以使某個(gè)特定波長(cháng)或窄波段的光透過(guò),通帶之外的光不能夠透過(guò)。帶通濾光片光學(xué)指標主要是:中心波長(cháng)(CWL)、半帶寬(FWHM)。


(2)截止濾光片(Cut-off filter)可以將光譜分為兩個(gè)區域,一個(gè)區的光不能通過(guò)稱(chēng)此區為截止區,而另一個(gè)區的光能夠充分通過(guò)稱(chēng)為通帶區,典型的截止濾光片有長(cháng)波通濾光片和短波通濾光片。激埃特光電長(cháng)波通濾光片: 是指特定的波長(cháng)范圍內,長(cháng)波方向是透過(guò)的,而短波方向是截止的,起到隔離短波的作用。短波通濾光片: 短波通濾光片是指特定的波長(cháng)范圍內,短波方向是透過(guò)的,而長(cháng)波方向是截止的,起到隔離長(cháng)波的作用。


(3)二向色濾光片(Dichroic filter)可以根據需要選擇想要通過(guò)光的一小范圍顏色,并且對其他顏色進(jìn)行反射。還有一些其他類(lèi)型的濾光片:中性密度濾光片(Neutral Density Filters)也稱(chēng)為衰減片,它是用來(lái)防止強光源使相機的傳感器或光學(xué)元件損傷,能夠吸收或反射掉未被透射的光線(xiàn)部分,以均勻地減少某一部分的光譜中的透射率。熒光濾光片(Fluorescence Filters)主要作用是在生物醫學(xué)熒光檢驗分析系統中分離和選擇物質(zhì)的激發(fā)光與發(fā)射熒光的特征波段光譜,是應用于生物醫學(xué)和生命科學(xué)儀器的關(guān)鍵元件。天文濾光片(Astronomy Filters)在拍攝天文照片過(guò)程中,用來(lái)減小光污染對照片質(zhì)量的影響的一種濾光片。

濾光片的關(guān)鍵指標


濾光片的關(guān)鍵指標


通帶:光能夠通過(guò)的所在波長(cháng)區域范圍就叫做通帶。


帶寬(FWHM): 帶寬是一個(gè)波長(cháng)范圍,用于表示頻譜通過(guò)入射能量穿過(guò)濾光片的特定部分,用最大透過(guò)率一半處的寬度表示,又稱(chēng)為半寬,單位為nm。例如:濾光片峰值透過(guò)率是80%,那么1/2就是40%,40%所對應的左右波長(cháng)是700nm和750nm,那半帶寬就是50nm。半寬小于20nm的稱(chēng)為窄帶濾光片,大于20nm的稱(chēng)為帶通濾光片或者寬帶通濾光片。


中心波長(cháng)(CWL):指帶通或窄帶濾光片的峰值透射波長(cháng),或是帶阻濾光片的峰值反射波長(cháng),在峰值透過(guò)率的1/2波長(cháng)之間的中點(diǎn),也就是帶寬的中點(diǎn)處叫做中心波長(cháng)。


透射率(T): 是指得對目標波段的通過(guò)能力,用百分比來(lái)表示,例如:濾光片峰值透射率(Tp)>80%,是指光通過(guò)濾光片衰減后能夠透過(guò)的最大值在80%之上,透射率越大,代表透光能力越好。


截止范圍:是用于表示通過(guò)濾光片損耗的能量光譜區域的波長(cháng)間隔,也就是通帶之外的波長(cháng)范圍。


截止率(Block):截止范圍內的波長(cháng)所對應的透過(guò)率,又叫截止深度,用來(lái)描述濾光片截止程度,透光率想要達到0是不可能的,只能讓濾光片的透過(guò)率接近于零,才能夠更好的截止不想要的光譜。


截止率可以用透過(guò)率來(lái)衡量,也可以用光密度(OD)來(lái)表示,它與透過(guò)率(T)的換算關(guān)系如下:OD=log10(1/T)過(guò)渡帶寬度:根據濾光片截止深度不同,指定的濾光片截止深度和透過(guò)率峰1/2位置處之間允許的最大光譜寬度。


邊緣陡度: 即[(λT80-λT10)/λT10] *100%高反(HR): 光通過(guò)濾光片大部分被反射。高透(HT): 透過(guò)率高,光通過(guò)濾光片能量損耗非常小。


入射角度:入射光與濾光片表面法線(xiàn)之間的夾角稱(chēng)為入射角度,當光線(xiàn)垂直入射時(shí),其入射角為0°。

有效孔徑:光學(xué)器件中能有效利用的物理區域叫做有效孔徑,通常和濾光片的外觀(guān)尺寸相似,同心,尺寸略小。


起始波長(cháng):起始波長(cháng)是指在長(cháng)波通濾光片中透射率增加至峰值的1/2時(shí)所對應的波長(cháng),在帶通濾光片中有時(shí)也可定義為5%或10%的峰值透過(guò)率所對應的波長(cháng)。截止波長(cháng):截止波長(cháng)是用指在短波通濾光片中透射率降低至峰值的1/2時(shí)所對應的波長(cháng),在帶通濾光片中有時(shí)也可定義為5%或10%的峰值透過(guò)率所對應的波長(cháng)。


濾光片的規格參數


濾光片的表面規格和尺寸參數


表面質(zhì)量濾光片的表面質(zhì)量,主要其表面會(huì )不可避免地有一些劃痕和坑點(diǎn)等缺陷,表面質(zhì)量最常用的規格是由MIL-PRF-13830B說(shuō)明的劃痕和坑點(diǎn)規格,坑點(diǎn)名稱(chēng)是通過(guò)以微米計的坑點(diǎn)直徑除以10來(lái)計算的,通常劃痕坑點(diǎn)規格在80至50范圍內將稱(chēng)之為標準質(zhì)量;在60至40范圍內視為精確質(zhì)量;而在20至10范圍內將視為高精度質(zhì)量。


表面平滑度表面平面度是測量表面精度的一種,它用于測量反射鏡、窗口片、棱鏡或平光鏡等平面的偏差,平滑度的偏差通常是按波紋值(λ)來(lái)測量的,它們是由多個(gè)波長(cháng)的測試源組成,一個(gè)條紋對應1/2的波長(cháng),平滑度為1λ,則代表一般的質(zhì)量級別;平滑度為λ/4,則代表精確的質(zhì)量級別;平滑度為λ/20,則代表高精度的質(zhì)量級別。公差(Tolerance):濾光片的公差,主要是在中心波長(cháng)與半寬帶上,因此濾光片產(chǎn)品公差范圍的標明。


直徑公差一般情況下,濾光片直徑的公差影響在使用過(guò)程中的影響不是很大,但是要將光學(xué)器件安裝在固定器上的話(huà),就要考慮直徑公差了。通常情況下,直徑的公差在(±0.1 mm)稱(chēng)為一般質(zhì)量,(±0.05 mm)稱(chēng)為精密質(zhì)量,(±0.01 mm)稱(chēng)為高質(zhì)量。


中心厚度公差中心厚度是表示濾光片中心部分的厚度。通常情況下,中心厚度的公差在(±0.2mm)稱(chēng)為一般質(zhì)量,(±0.05mm)稱(chēng)為精密質(zhì)量,(±0.01mm)稱(chēng)為高質(zhì)量。


標簽: 濾光片