Diversos tipus de filtres i especificacions clau

Diversos tipus de filtres i especificacions clau

En principi, els filtres òptics es poden dividir en diversos tipus, i aquests diferents tipus de filtres òptics s'introdueixen a continuació.

1. Filtre d'absorció: el filtre d'absorció es fa barrejant colorants especials amb materials de resina o vidre.Segons la capacitat d'absorbir llum de diferents longituds d'ona, pot tenir el paper de filtrar.Els filtres de vidre de colors són els més utilitzats al mercat.Els seus avantatges són estables, uniformes, de bona qualitat del feix i baix cost de fabricació, però té l'inconvenient d'una banda de pas relativament gran, que rarament és inferior a 30 nm.

2. Filtre d'interferències: el filtre d'interferències adopta el mètode de recobriment al buit, i una capa de pel·lícula òptica amb un gruix específic es recobreix a la superfície del vidre.En general, una peça de vidre està feta de pel·lícules multicapa i s'utilitza el principi d'interferència per aconseguir que les ones de llum en un rang espectral específic passin.Hi ha molts tipus de filtres d'interferència i els seus camps d'aplicació també són diferents.Entre ells, els filtres d'interferència més utilitzats són els filtres de pas de banda, els filtres de tall i els filtres dicroics.

(1) Els filtres de pas de banda només poden transmetre llum d'una longitud d'ona específica o una banda estreta, i la llum fora de la banda de pas no pot passar.Els principals indicadors òptics dels filtres de pas de banda són: longitud d'ona central (CWL), ample de banda mitjà (FWHM) i transmitància (T%).Segons la mida de l'ample de banda, es pot dividir en filtres de banda estreta amb una amplada de banda inferior a 30 nm;filtres de banda ampla amb una amplada de banda de més de 60 nm.

(2) El filtre de tall (filtre de tall) pot dividir l'espectre en dues regions.La llum d'una regió no pot passar per aquesta regió, que s'anomena regió de tall, mentre que la llum de l'altra regió pot travessar-la completament, que s'anomena regió de banda de pas.Els filtres de tall típics són els filtres de pas llarg i els filtres de pas curt.Filtre de pas d'ona llarga: es refereix a un rang de longitud d'ona específic, es transmet la direcció de l'ona llarga i es talla la direcció de l'ona curta, que té el paper d'aïllar l'ona curta.Filtre de pas d'ona curta: el filtre de pas d'ona curta es refereix a un rang de longitud d'ona específic, es transmet la direcció de l'ona curta i es talla la direcció de l'ona llarga, que té el paper d'aïllar l'ona llarga.

(3) El filtre dicroic (filtre dicroic) pot seleccionar una petita gamma de colors que volen passar la llum segons les necessitats i reflectir altres colors.Hi ha altres tipus de filtres: Els filtres de densitat neutra (filtres de densitat neutra), també coneguts com a pel·lícules d'atenuació, s'utilitzen per evitar que fonts de llum fortes danyin el sensor o els components òptics de la càmera, i poden absorbir o reflectir la llum que no s'ha absorbit. .La part de la llum transmesa que redueix uniformement la transmitància en una part determinada de l'espectre.

La funció principal dels filtres de fluorescència és separar i seleccionar els espectres de bandes característiques de la llum d'excitació i la fluorescència emesa de substàncies en el sistema d'inspecció i anàlisi de fluorescència biomèdica.És un component clau utilitzat en instruments biomèdics i de ciències de la vida.

Els filtres d'astronomia són una mena de filtre utilitzat per reduir la influència de la contaminació lumínica en la qualitat de la foto durant el procés de presa de fotos astronòmiques.

Els filtres de densitat neutra es divideixen generalment en absorbents i reflectants.El filtre reflectant de densitat neutra adopta el principi d'interferència de pel·lícula fina per transmetre part de la llum i reflectir l'altra part de la llum (normalment ja no s'utilitza aquesta llum reflectida), aquesta llum reflectida és fàcil de formar llum dispersa i reduir la precisió experimental. , per tant, utilitzeu el col·lector de llum de la sèrie ABC per recollir la llum reflectida.Els filtres de densitat neutra d'absorció generalment es refereixen al material en si o després que alguns elements es barregin al material, que absorbeixen algunes longituds d'ona específiques de la llum, però no tenen o tenen poc efecte sobre altres longituds d'ona de la llum.En general, el llindar de dany dels filtres de densitat neutra absorbent és més baix i, després d'un ús a llarg termini, pot haver-hi generació de calor, per la qual cosa s'ha de tenir cura en utilitzar-los.

Especificacions clau per a filtres òptics

Banda de pas: el rang de longituds d'ona per les quals pot passar la llum s'anomena banda de pas.

Ample de banda (FWHM): l'amplada de banda és un rang de longitud d'ona que s'utilitza per representar una part específica de l'espectre que passa a través del filtre a través de l'energia incident, expressada per l'amplada a la meitat de la transmitància més gran, també coneguda com a mitja amplada, en nm.Per exemple: la transmitància màxima del filtre és del 80%, després 1/2 és del 40%, i les longituds d'ona esquerra i dreta corresponents al 40% són 700 nm i 750 nm, i l'amplada de banda mitjana és de 50 nm.Els que tenen una amplada mitjana inferior a 20 nm s'anomenen filtres de banda estreta, i els que tenen una amplada mitjana superior a 20 nm s'anomenen filtres de pas de banda o filtres de pas de banda ampla.

Longitud d'ona central (CWL): es refereix a la longitud d'ona de transmissió màxima d'un filtre de banda estreta o passa-banda, o la longitud d'ona de reflexió màxima d'un filtre de parada de banda, el punt mig entre la 1/2 longitud d'ona de la transmitància màxima, és a dir, l'amplada de banda El punt mitjà de s'anomena longitud d'ona central.

Transmissió (T): Fa referència a la capacitat de pas de la banda objectiu, expressada en percentatge, per exemple: la transmitància màxima del filtre (Tp) > 80%, es refereix a la llum que pot passar a través del filtre després de l'atenuació.Quan el valor màxim és superior al 80%, com més gran sigui la transmitància, millor serà la capacitat de transmissió de la llum.Interval de tall: S'utilitza per representar l'interval de longitud d'ona de la regió espectral d'energia perduda pel filtre, és a dir, el rang de longitud d'ona fora de la banda de pas.Taxa de tall (Block): La transmitància corresponent a la longitud d'ona en el rang de tall, també coneguda com a profunditat de tall, s'utilitza per descriure el grau de tall del filtre.És impossible que la transmitància de la llum arribi a 0. Només fent la transmitància del filtre propera a zero es pot tallar millor l'espectre no desitjat.La taxa de tall es pot mesurar per transmitància i també es pot expressar per densitat òptica (OD).La relació de conversió entre aquesta i la transmitància (T) és la següent: OD=log10(1/T) Amplada de banda de transició: segons el filtre La profunditat de tall és diferent i l'amplada espectral més gran permesa entre el filtre especificat. la profunditat i la posició 1/2 del pic de transmitància.Pendentitat de la vora: és a dir [(λT80-λT10)/λT10] *

Alta reflectància (HR): la major part de la llum que passa pel filtre es reflecteix.

Alta transmitància (HT): la transmitància és alta i la pèrdua d'energia de la llum que passa pel filtre és molt petita.Angle d'incidència: l'angle entre la llum incident i la normal de la superfície del filtre s'anomena angle d'incidència.Quan la llum incideix verticalment, l'angle d'incidència és de 0°.

Obertura efectiva: l'àrea física que es pot utilitzar eficaçment en dispositius òptics s'anomena obertura efectiva, que sol ser similar a la mida d'aparença del filtre, concèntrica i una mida lleugerament més petita.Longitud d'ona inicial: la longitud d'ona inicial es refereix a la longitud d'ona corresponent a quan la transmitància augmenta a 1/2 del pic del filtre de pas d'ona llarga, i de vegades es pot definir com el 5% o el 10% del pic de la banda. filtre de pas La longitud d'ona corresponent a la transmitància.

Longitud d'ona de tall: la longitud d'ona de tall es refereix a la longitud d'ona corresponent a quan la transmitància del filtre de pas d'ona curta es redueix a 1/2 del valor màxim.En el filtre de pas de banda, de vegades es pot definir com una transmitància màxima del 5% o del 10%.La longitud d'ona corresponent a la velocitat de pas.

Especificacions superficials i paràmetres dimensionals dels filtres Qualitat superficial

La qualitat superficial del filtre té principalment defectes com ara rascades i forats a la superfície.Les especificacions més utilitzades per a la qualitat de la superfície són les ratllades i els forats especificats per MIL-PRF-13830B.El nom de les fosses es calcula dividint el diàmetre de la fossa en micres per 10, normalment l'especificació de la fossa s'anomenarà qualitat estàndard en el rang de 80 a 50;la qualitat en el rang de 60 a 40;i el rang de 20 a 10 es considerarà de qualitat d'alta precisió.

Qualitat de la superfície: la qualitat de la superfície és una mesura de la precisió de la superfície.S'utilitza per mesurar la desviació de plans com ara miralls, finestres, prismes o miralls plans.La desviació de la suavitat es mesura normalment pel valor de corrugació (λ), que es compon de fonts de prova amb múltiples longituds d'ona, una franja correspon a 1/2 longitud d'ona i la suavitat és 1λ, que representa el nivell de qualitat general;la suavitat és λ/4, que representa el nivell de qualitat;la suavitat és λ/20, representa un nivell de qualitat d'alta precisió.

Tolerància: la tolerància del filtre es troba principalment en la longitud d'ona central i l'amplada de banda mitjana, de manera que s'indica el rang de tolerància del producte del filtre.

Tolerància del diàmetre: En general, la influència de la tolerància del diàmetre del filtre no és gran durant l'ús, però si el dispositiu òptic s'ha de muntar al suport, s'ha de tenir en compte la tolerància del diàmetre.Normalment, la tolerància del diàmetre en (±0,1 mm) s'anomena qualitat general, (±0,05 mm) s'anomena qualitat de precisió i (±0,01 mm) s'anomena alta qualitat.

Tolerància al gruix central: el gruix central és el gruix de la part central del filtre.Normalment, la tolerància del gruix central (± 0,2 mm) s'anomena qualitat general, (± 0,05 mm) s'anomena qualitat de precisió i (± 0,01 mm) s'anomena alta qualitat.