Diferite tipuri de filtre și specificații cheie

Diferite tipuri de filtre și specificații cheie

În principiu, filtrele optice pot fi împărțite în mai multe tipuri, iar aceste tipuri diferite de filtre optice sunt introduse mai jos.

1. Filtru de absorbție: Filtrul de absorbție este realizat prin amestecarea coloranților speciali în materiale de rășină sau sticlă.În funcție de capacitatea de a absorbi lumina de diferite lungimi de undă, poate juca rolul de filtrare.Filtrele din sticla colorata sunt cele mai utilizate pe piata.Avantajele sale sunt stabile, uniforme, de bună calitate a fasciculului și costuri de producție scăzute, dar are dezavantajul unei benzi de trecere relativ mari, care rareori este mai mică de 30 nm.

2. Filtru de interferență: Filtrul de interferență adoptă metoda de acoperire cu vid, iar pe suprafața sticlei este acoperit un strat de film optic cu o grosime specifică.De obicei, o bucată de sticlă este făcută din filme cu mai multe straturi, iar principiul interferenței este utilizat pentru a realiza. Permite trecerea undelor luminoase dintr-un interval spectral specific.Există multe tipuri de filtre de interferență, iar câmpurile lor de aplicare sunt, de asemenea, diferite.Printre acestea, cele mai utilizate filtre de interferență sunt filtrele trece-bandă, filtrele de tăiere și filtrele dicroice.

(1) Filtrele de trecere de bandă pot transmite doar lumină cu o anumită lungime de undă sau bandă îngustă, iar lumina din afara benzii de trecere nu poate trece.Principalii indicatori optici ai filtrelor trece-bandă sunt: ​​lungimea de undă centrală (CWL), jumătate de lățime de bandă (FWHM) și transmitanța (T%).În funcție de dimensiunea lățimii de bandă, aceasta poate fi împărțită în filtre cu bandă îngustă cu o lățime de bandă mai mică de 30 nm;filtre de bandă largă cu o lățime de bandă mai mare de 60 nm.

(2) Filtrul de tăiere (filtrul de tăiere) poate împărți spectrul în două regiuni.Lumina dintr-o regiune nu poate trece prin această regiune, care se numește regiunea de tăiere, în timp ce lumina din cealaltă regiune poate trece complet prin ea, care se numește regiunea de trecere.Filtrele de tăiere tipice sunt filtrele cu trecere lungă și filtrele cu trecere scurtă.Filtru de trecere cu undă lungă: se referă la un interval specific de lungimi de undă, direcția undei lungi este transmisă, iar direcția undei scurte este întreruptă, ceea ce joacă rolul de a izola undele scurte.Filtru de trecere de undă scurtă: filtru de trecere de undă scurtă se referă la un interval specific de lungimi de undă, direcția de undă scurtă este transmisă, iar direcția de undă lungă este tăiată, ceea ce joacă rolul de a izola undele lungi.

(3) Filtrul dicroic (filtrul dicroic) poate selecta o gamă mică de culori care doresc să treacă lumina în funcție de nevoi și să reflecte alte culori.Există și alte tipuri de filtre: Filtrele de densitate neutră (filtre de densitate neutră), cunoscute și sub denumirea de filme de atenuare, sunt folosite pentru a împiedica sursele puternice de lumină să deterioreze senzorul sau componentele optice ale camerei și pot absorbi sau reflecta lumina care nu a fost absorbită. .Porțiunea luminii transmise care reduce uniform transmisia într-o anumită porțiune a spectrului.

Funcția principală a filtrelor de fluorescență este de a separa și selecta spectrele de bandă caracteristice ale luminii de excitație și fluorescența emisă a substanțelor în sistemul de inspecție și analiză a fluorescenței biomedicale.Este o componentă cheie utilizată în instrumentele biomedicale și științifice ale vieții.

Filtrele de astronomie sunt un fel de filtru folosit pentru a reduce influența poluării luminoase asupra calității fotografiilor în timpul procesului de realizare a fotografiilor astronomice.

Filtrele cu densitate neutră sunt, în general, împărțite în absorbante și reflectorizante.Filtrul reflectorizant de densitate neutră adoptă principiul interferenței filmului subțire pentru a transmite o parte a luminii și a reflecta cealaltă parte a luminii (de obicei nu mai folosesc aceste lumini reflectate), aceste lumini reflectate sunt ușor de format lumini parazite și reduc precizia experimentală. , deci Vă rugăm să utilizați colectorul de lumină din seria ABC pentru a colecta lumina reflectată.Filtrele absorbante cu densitate neutră se referă, în general, la materialul în sine sau după ce unele elemente sunt amestecate în material, care absorb anumite lungimi de undă de lumină, dar nu au niciun efect sau au puțin efect asupra altor lungimi de undă de lumină.În general, pragul de deteriorare al filtrelor cu densitate neutră absorbantă este mai scăzut și, după o utilizare îndelungată, poate exista generare de căldură, așa că trebuie să aveți grijă când le utilizați.

Specificații cheie pentru filtre optice

Banda de trecere: Gama de lungimi de undă prin care poate trece lumina se numește bandă de trecere.

Lățimea de bandă (FWHM): Lățimea de bandă este un interval de lungimi de undă utilizat pentru a reprezenta o parte specifică a spectrului care trece prin filtru prin energia incidentă, exprimată prin lățimea la jumătatea transmisiei mai mari, cunoscută și sub denumirea de jumătate de lățime, în nm.De exemplu: transmitanța de vârf a filtrului este de 80%, apoi 1/2 este de 40%, iar lungimile de undă din stânga și dreapta corespunzătoare la 40% sunt 700nm și 750nm, iar jumătatea lățimii de bandă este de 50nm.Cele cu o jumătate de lățime mai mică de 20 nm se numesc filtre cu bandă îngustă, iar cele cu o jumătate de lățime mai mare de 20 nm se numesc filtre trece-bandă sau filtre cu bandă largă.

Lungimea de undă centrală (CWL): Se referă la lungimea de undă de transmisie de vârf a unui filtru de trecere de bandă sau de bandă îngustă sau la lungimea de undă de reflexie a vârfului unui filtru de oprire a benzii, punctul de mijloc dintre lungimea de undă de 1/2 a transmisiei de vârf, adică lățimea de bandă. se numește lungime de undă centrală.

Transmisie (T): Se referă la capacitatea de trecere a benzii țintă, exprimată în procente, de exemplu: transmitanța de vârf a filtrului (Tp) > 80%, se referă la lumina care poate trece prin filtru după atenuare.Când valoarea maximă este peste 80%, cu cât transmisia este mai mare, cu atât capacitatea de transmisie a luminii este mai bună.Cut-off range: este folosit pentru a reprezenta intervalul de lungime de undă al regiunii spectrale de energie pierdute de filtru, adică intervalul de lungimi de undă din afara benzii de trecere.Cut-off rate (Block): Transmitanța corespunzătoare lungimii de undă în domeniul de cut-off, cunoscută și sub numele de adâncimea de cut-off, este folosită pentru a descrie gradul de tăiere al filtrului.Este imposibil ca transmisia luminii să ajungă la 0. Numai făcând transmisia filtrului aproape de zero poate fi mai bine tăiat spectrul nedorit.Rata de cut-off poate fi măsurată prin transmitanță și poate fi exprimată și prin densitatea optică (OD).Relația de conversie dintre acesta și transmitanță (T) este următoarea: OD=log10(1/T) Lățimea benzii de tranziție: conform filtrului Adâncimea de tăiere este diferită, iar lățimea spectrală mai mare permisă între tăietura specificată a filtrului off adâncimea și poziția 1/2 a vârfului de transmisie.Abruptul marginii: adică [(λT80-λT10)/λT10] *

High Reflectance (HR): Cea mai mare parte a luminii care trece prin filtru este reflectată.

Transmitanță ridicată (HT): transmisia este mare, iar pierderea de energie a luminii care trece prin filtru este foarte mică.Unghiul de incidență: Unghiul dintre lumina incidentă și normala suprafeței filtrului se numește unghi de incidență.Când lumina este incidentă vertical, unghiul de incidență este de 0°.

Diafragma efectivă: zona fizică care poate fi utilizată eficient în dispozitivele optice se numește deschidere efectivă, care este de obicei similară cu dimensiunea aspectului filtrului, concentrică și puțin mai mică ca dimensiune.Lungimea de undă de pornire: lungimea de undă de pornire se referă la lungimea de undă corespunzătoare când transmisia crește la 1/2 din vârful filtrului de trecere cu undă lungă și, uneori, poate fi definită ca 5% sau 10% din vârful în bandă. filtru de trecere Lungimea de undă corespunzătoare transmisiei.

Lungimea de undă de tăiere: Lungimea de undă de tăiere se referă la lungimea de undă corespunzătoare când transmisia în filtrul de trecere cu undă scurtă este redusă la 1/2 din valoarea de vârf.În filtrul trece-bandă, poate fi uneori definit ca o transmisie de vârf de 5% sau 10%.Lungimea de undă corespunzătoare ratei de trecere.

Specificațiile suprafeței și parametrii dimensionali ai filtrelor Calitatea suprafeței

Calitatea suprafeței filtrului are în principal defecte precum zgârieturi și gropi la suprafață.Cele mai frecvent utilizate specificații pentru calitatea suprafeței sunt zgârieturile și gropile specificate de MIL-PRF-13830B.Numele gropilor este calculat prin împărțirea diametrului gropii în microni la 10, de obicei specificația gropii de zgârieturi va fi numită calitate standard în intervalul de la 80 la 50;calitatea în intervalul de la 60 la 40;iar intervalul de la 20 la 10 va fi considerat calitate de înaltă precizie.

Calitatea suprafeței: calitatea suprafeței este o măsură a preciziei suprafeței.Este folosit pentru a măsura abaterea planurilor precum oglinzi, ferestre, prisme sau oglinzi plate.Deviația de netezime se măsoară de obicei prin valoarea ondulației (λ), care este Este compusă din surse de testare cu lungimi de undă multiple, o bandă corespunde la 1/2 lungime de undă, iar netezimea este 1λ, ceea ce reprezintă nivelul general de calitate;netezimea este λ/4, ceea ce reprezintă nivelul de calitate;netezimea este λ/20, reprezintă un nivel de calitate de înaltă precizie.

Toleranță: toleranța filtrului este în principal pe lungimea de undă centrală și pe jumătatea lățimii de bandă, deci este indicată intervalul de toleranță al produsului de filtru.

Toleranță la diametru: În general, influența toleranței diametrului filtrului nu este mare în timpul utilizării, dar dacă dispozitivul optic urmează să fie montat pe suport, trebuie luată în considerare toleranța diametrului.De obicei, toleranța diametrului în (±0,1 mm) se numește calitate generală, (±0,05 mm) se numește calitate de precizie și (±0,01 mm) se numește calitate înaltă.

Toleranță la grosimea centrului: grosimea centrală este grosimea părții centrale a filtrului.De obicei, toleranța grosimii centrale (± 0,2 mm) se numește calitate generală, (± 0,05 mm) se numește calitate de precizie și (± 0,01 mm) se numește calitate înaltă.