Rôzne typy filtrov a kľúčové špecifikácie

Rôzne typy filtrov a kľúčové špecifikácie

V zásade možno optické filtre rozdeliť do niekoľkých typov a tieto rôzne typy optických filtrov sú uvedené nižšie.

1. Absorpčný filter: Absorpčný filter je vyrobený primiešaním špeciálnych farbív do živicových alebo sklenených materiálov.Podľa schopnosti absorbovať svetlo rôznych vlnových dĺžok môže hrať úlohu filtrovania.Farebné sklenené filtre sú najpoužívanejšie na trhu.Jeho výhody sú stabilné, rovnomerné, dobrá kvalita lúča a nízke výrobné náklady, ale má nevýhodu relatívne veľkého priepustného pásma, ktoré je zriedka nižšie ako 30 nm.

2. Interferenčný filter: Interferenčný filter využíva metódu vákuového nanášania a na povrch skla je nanesená vrstva optického filmu so špecifickou hrúbkou.Zvyčajne je kus skla vyrobený z viacvrstvových fólií a na dosiahnutie tohto cieľa sa používa princíp interferencie Umožňuje priechod svetelných vĺn v špecifickom spektrálnom rozsahu.Existuje mnoho typov interferenčných filtrov a oblasti ich použitia sú tiež odlišné.Medzi najpoužívanejšie interferenčné filtre patria pásmové filtre, medzné filtre a dichroické filtre.

(1) Pásmové filtre môžu prenášať len svetlo určitej vlnovej dĺžky alebo úzkeho pásma a svetlo mimo priepustného pásma nemôže prechádzať.Hlavné optické indikátory pásmových filtrov sú: centrálna vlnová dĺžka (CWL), polovičná šírka pásma (FWHM) a priepustnosť (T%).Podľa veľkosti šírky pásma sa dá rozdeliť na úzkopásmové filtre so šírkou pásma menšou ako 30nm;širokopásmové filtre so šírkou pásma viac ako 60nm.

(2) Cut-off filter (Cut-off filter) môže rozdeliť spektrum na dve oblasti.Svetlo v jednej oblasti nemôže prejsť cez túto oblasť, ktorá sa nazýva medzná oblasť, zatiaľ čo svetlo v druhej oblasti ňou môže úplne prejsť, čo sa nazýva oblasť priepustného pásma.Typické medzné filtre sú dlhopriepustné filtre a krátkopriepustné filtre.Dlhovlnný priepustný filter: vzťahuje sa na špecifický rozsah vlnových dĺžok, prenáša sa smer dlhých vĺn a smer krátkych vĺn je prerušený, čo hrá úlohu izolácie krátkych vĺn.Krátkovlnný priepustný filter: Krátkovlnný priepustný filter sa vzťahuje na špecifický rozsah vlnových dĺžok, prenáša sa smer krátkych vĺn a smer dlhých vĺn je prerušený, čo hrá úlohu izolácie dlhých vĺn.

(3) Dichroický filter (Dichroický filter) môže vybrať malý rozsah farieb, ktoré chcú prechádzať svetlom podľa potrieb a odrážať iné farby.Existuje niekoľko ďalších typov filtrov: Filtre s neutrálnou hustotou (filtre s neutrálnou hustotou), tiež známe ako zoslabovacie fólie, sa používajú na zabránenie tomu, aby silné zdroje svetla poškodili snímač alebo optické komponenty fotoaparátu a môžu absorbovať alebo odrážať svetlo, ktoré nebolo absorbované. .Časť prechádzajúceho svetla, ktorá rovnomerne znižuje priepustnosť v určitej časti spektra.

Hlavnou funkciou fluorescenčných filtrov je oddeliť a vybrať charakteristické pásové spektrá excitačného svetla a emitovanej fluorescencie látok v biomedicínskom fluorescenčnom kontrolnom a analytickom systéme.Je to kľúčový komponent používaný v biomedicínskych a biologických nástrojoch.

Astronomické filtre sú druh filtra, ktorý sa používa na zníženie vplyvu svetelného znečistenia na kvalitu fotografie počas procesu snímania astronomických fotografií.

Filtre s neutrálnou hustotou sa vo všeobecnosti delia na absorpčné a reflexné.Reflexný filter s neutrálnou hustotou využíva princíp interferencie tenkého filmu na prenášanie časti svetla a odrážanie druhej časti svetla (zvyčajne sa už nepoužíva toto odrazené svetlo), toto odrazené svetlo ľahko vytvára rozptýlené svetlo a znižuje experimentálnu presnosť Na zber odrazeného svetla použite zberač svetla série ABC.Absorpčné filtre s neutrálnou hustotou sa vo všeobecnosti vzťahujú na materiál samotný alebo po primiešaní niektorých prvkov do materiálu, ktoré absorbujú niektoré špecifické vlnové dĺžky svetla, ale nemajú žiadny alebo len malý vplyv na iné vlnové dĺžky svetla.Vo všeobecnosti je prah poškodenia absorbujúcich filtrov s neutrálnou hustotou nižší a po dlhodobom používaní môže dochádzať k tvorbe tepla, preto je potrebné pri ich používaní postupovať opatrne.

Kľúčové špecifikácie pre optické filtre

Priepustné pásmo: Rozsah vlnových dĺžok, ktorými môže svetlo prejsť, sa nazýva priepustné pásmo.

Šírka pásma (FWHM): Šírka pásma je rozsah vlnových dĺžok používaný na reprezentáciu špecifickej časti spektra prechádzajúceho cez filter cez dopadajúcu energiu, vyjadrenú šírkou v polovici väčšej priepustnosti, tiež známej ako polovičná šírka, v nm.Napríklad: maximálna priepustnosť filtra je 80%, potom 1/2 je 40% a ľavá a pravá vlnová dĺžka zodpovedajúca 40% sú 700nm a 750nm a polovičná šírka pásma je 50nm.Filtre s polovičnou šírkou menšou ako 20 nm sa nazývajú úzkopásmové filtre a filtre s polovičnou šírkou väčšou ako 20 nm sa nazývajú pásmové filtre alebo širokopásmové priepusty.

Stredová vlnová dĺžka (CWL): Vzťahuje sa na špičkovú prenosovú vlnovú dĺžku pásmovej priepuste alebo úzkopásmového filtra alebo špičkovú odrazovú vlnovú dĺžku pásmovej zádrže, stredný bod medzi 1/2 vlnovej dĺžky maximálnej priepustnosti, to znamená šírku pásma Stredný bod sa nazýva centrálna vlnová dĺžka.

Priepustnosť (T): Vzťahuje sa na schopnosť prechodu cieľového pásma, vyjadrenú v percentách, napríklad: špičková priepustnosť filtra (Tp) > 80% sa vzťahuje na svetlo, ktoré môže prejsť cez filter po zoslabení.Keď je maximálna hodnota nad 80 %, čím väčšia je priepustnosť, tým lepšia je schopnosť priepustnosti svetla.Medzný rozsah: Používa sa na vyjadrenie intervalu vlnových dĺžok oblasti energetického spektra strateného filtrom, to znamená rozsahu vlnových dĺžok mimo priepustného pásma.Cut-off rate (Block): Priepustnosť zodpovedajúca vlnovej dĺžke v medznom rozsahu, tiež známa ako medzná hĺbka sa používa na opis medzného stupňa filtra.Nie je možné, aby svetelná priepustnosť dosiahla 0. Len nastavením priepustnosti filtra na nulu možno lepšie odrezať nežiaduce spektrum.Medzná rýchlosť môže byť meraná pomocou transmitancie a môže byť tiež vyjadrená optickou hustotou (OD).Konverzný vzťah medzi ním a priepustnosťou (T) je nasledovný: OD=log10(1/T) Šírka prechodového pásma: podľa filtra Medzná hĺbka je rôzna a väčšia spektrálna šírka povolená medzi špecifikovaným medzným filtrom hĺbka vypnutia a 1/2 polohy vrcholu priepustnosti.Strmosť hrany: tj [(λT80-λT10)/λT10] *

Vysoká odrazivosť (HR): Väčšina svetla prechádzajúceho cez filter sa odráža.

Vysoká priepustnosť (HT): Priepustnosť je vysoká a energetická strata svetla prechádzajúceho cez filter je veľmi malá.Uhol dopadu: Uhol medzi dopadajúcim svetlom a normálou povrchu filtra sa nazýva uhol dopadu.Keď svetlo dopadá vertikálne, uhol dopadu je 0°.

Efektívna clona: Fyzická oblasť, ktorú možno efektívne použiť v optických zariadeniach, sa nazýva efektívna clona, ​​ktorá je zvyčajne podobná veľkosti vzhľadu filtra, je koncentrická a má o niečo menšiu veľkosť.Počiatočná vlnová dĺžka: Počiatočná vlnová dĺžka sa vzťahuje na vlnovú dĺžku zodpovedajúcu tomu, keď sa priepustnosť zvýši na 1/2 vrcholu v dlhovlnnom priepustnom filtri a niekedy môže byť definovaná ako 5 % alebo 10 % vrcholu v pásme- priepustný filter Vlnová dĺžka zodpovedajúca priepustnosti.

Hraničná vlnová dĺžka: Hraničná vlnová dĺžka sa vzťahuje na vlnovú dĺžku zodpovedajúcu tomu, keď je priepustnosť v krátkovlnnom priepustnom filtri znížená na 1/2 maximálnej hodnoty.V pásmovej priepusti môže byť niekedy definovaná ako špičková priepustnosť 5 % alebo 10 %.Vlnová dĺžka zodpovedajúca rýchlosti prechodu.

Špecifikácie povrchu a rozmerové parametre filtrov Kvalita povrchu

Kvalita povrchu filtra má predovšetkým chyby, ako sú škrabance a jamky na povrchu.Najčastejšie používané špecifikácie pre kvalitu povrchu sú škrabance a jamky špecifikované MIL-PRF-13830B.Názov jamiek sa vypočíta vydelením priemeru jamiek v mikrónoch 10, zvyčajne sa špecifikácia jamiek vrypov bude nazývať štandardná kvalita v rozsahu 80 až 50;kvalita v rozsahu 60 až 40;a rozsah 20 až 10 sa bude považovať za kvalitu s vysokou presnosťou.

Kvalita povrchu: Kvalita povrchu je mierou presnosti povrchu.Používa sa na meranie odchýlky rovín ako sú zrkadlá, okná, hranoly alebo ploché zrkadlá.Odchýlka hladkosti sa zvyčajne meria hodnotou zvlnenia (λ), čo je Skladá sa z testovacích zdrojov s viacerými vlnovými dĺžkami, jeden prúžok zodpovedá 1/2 vlnovej dĺžky a hladkosť je 1λ, čo predstavuje všeobecnú úroveň kvality;hladkosť je λ/4, čo predstavuje úroveň kvality;hladkosť je λ/20, čo predstavuje vysokú úroveň kvality.

Tolerancia: Tolerancia filtra je hlavne na strednej vlnovej dĺžke a polovičnej šírke pásma, takže je uvedený rozsah tolerancie produktu filtra.

Tolerancia priemeru: Vo všeobecnosti nie je vplyv tolerancie priemeru filtra počas používania veľký, ale ak sa má optické zariadenie namontovať na držiak, je potrebné zvážiť toleranciu priemeru.Zvyčajne sa tolerancia priemeru v (±0,1 mm) nazýva všeobecná kvalita, (±0,05 mm) sa nazýva presná kvalita a (±0,01 mm) sa nazýva vysoká kvalita.

Tolerancia stredovej hrúbky: Hrúbka stredu je hrúbka strednej časti filtra.Zvyčajne sa tolerancia hrúbky stredu (±0,2 mm) nazýva všeobecná kvalita, (±0,05 mm) sa nazýva presná kvalita a (±0,01 mm) sa nazýva vysoká kvalita.