Vari tipi di filtri e specifiche chiave

Vari tipi di filtri e specifiche chiave

In linea di principio, i filtri ottici possono essere suddivisi in diversi tipi e questi diversi tipi di filtri ottici sono presentati di seguito.

1. Filtro di assorbimento: il filtro di assorbimento è realizzato miscelando coloranti speciali in resina o materiali di vetro.Secondo la capacità di assorbire la luce di diverse lunghezze d'onda, può svolgere il ruolo di filtraggio.I filtri in vetro colorato sono i più utilizzati sul mercato.I suoi vantaggi sono la stabilità, l'uniformità, la buona qualità del raggio e il basso costo di produzione, ma presenta lo svantaggio di una banda passante relativamente ampia, raramente inferiore a 30 nm.

2. Filtro di interferenza: il filtro di interferenza adotta il metodo del rivestimento sottovuoto e uno strato di pellicola ottica con uno spessore specifico è rivestito sulla superficie del vetro.Di solito un pezzo di vetro è costituito da pellicole multistrato e viene utilizzato il principio dell'interferenza per ottenere Consente il passaggio delle onde luminose in uno specifico intervallo spettrale.Esistono molti tipi di filtri di interferenza e anche i loro campi di applicazione sono diversi.Tra questi, i filtri di interferenza più utilizzati sono i filtri passa-banda, i filtri cut-off e i filtri dicroici.

(1) I filtri passa-banda possono trasmettere solo luce di una specifica lunghezza d'onda o banda stretta e la luce al di fuori della banda passante non può passare.I principali indicatori ottici dei filtri passa-banda sono: lunghezza d'onda centrale (CWL), metà larghezza di banda (FWHM) e trasmittanza (T%).In base alle dimensioni della larghezza di banda, può essere suddiviso in filtri a banda stretta con una larghezza di banda inferiore a 30 nm;filtri a banda larga con una larghezza di banda superiore a 60 nm.

(2) Il filtro di interruzione (filtro di interruzione) può dividere lo spettro in due regioni.La luce in una regione non può passare attraverso questa regione, chiamata regione di interruzione, mentre la luce nell'altra regione può attraversarla completamente, che è chiamata regione della banda passante.Tipici filtri cut-off sono filtri passa-lungo e filtri passa-corto.Filtro passante a onde lunghe: si riferisce a un intervallo di lunghezze d'onda specifico, la direzione delle onde lunghe viene trasmessa e la direzione delle onde corte viene interrotta, che svolge il ruolo di isolare le onde corte.Filtro passante a onde corte: il filtro passante a onde corte si riferisce a un intervallo di lunghezze d'onda specifico, la direzione delle onde corte viene trasmessa e la direzione delle onde lunghe viene interrotta, il che svolge il ruolo di isolare le onde lunghe.

(3) Il filtro dicroico (filtro dicroico) può selezionare una piccola gamma di colori che vogliono far passare la luce in base alle esigenze e riflettere altri colori.Esistono altri tipi di filtri: I filtri a densità neutra (filtri a densità neutra), noti anche come pellicole di attenuazione, vengono utilizzati per evitare che forti fonti di luce danneggino il sensore o i componenti ottici della fotocamera e possono assorbire o riflettere la luce che non è stata assorbita .La porzione della luce trasmessa che riduce uniformemente la trasmittanza in una certa porzione dello spettro.

La funzione principale dei filtri di fluorescenza è quella di separare e selezionare gli spettri di banda caratteristici della luce di eccitazione e della fluorescenza emessa delle sostanze nel sistema di ispezione e analisi della fluorescenza biomedica.È un componente chiave utilizzato negli strumenti biomedici e delle scienze della vita.

I filtri astronomici sono una sorta di filtro utilizzato per ridurre l'influenza dell'inquinamento luminoso sulla qualità delle foto durante il processo di acquisizione di foto astronomiche.

I filtri a densità neutra sono generalmente divisi in assorbenti e riflettenti.Il filtro a densità neutra riflettente adotta il principio dell'interferenza del film sottile per trasmettere parte della luce e riflettere l'altra parte della luce (di solito non usa più questa luce riflessa), questa luce riflessa è facile da formare luce diffusa e ridurre la precisione sperimentale , quindi si prega di utilizzare il collettore di luce della serie ABC per raccogliere la luce riflessa.I filtri assorbenti a densità neutra si riferiscono generalmente al materiale stesso o dopo che alcuni elementi sono stati miscelati nel materiale, che assorbono alcune lunghezze d'onda specifiche della luce, ma hanno un effetto nullo o scarso su altre lunghezze d'onda della luce.Generalmente, la soglia di danno dell'assorbimento dei filtri a densità neutra è inferiore e, dopo un uso a lungo termine, potrebbe esserci generazione di calore, quindi è necessario prestare attenzione quando li si utilizza.

Specifiche chiave per i filtri ottici

Banda passante: la gamma di lunghezze d'onda che la luce può attraversare è chiamata banda passante.

Larghezza di banda (FWHM): La larghezza di banda è un intervallo di lunghezze d'onda utilizzato per rappresentare una parte specifica dello spettro che passa attraverso il filtro attraverso l'energia incidente, espressa dalla larghezza a metà della trasmittanza maggiore, nota anche come metà larghezza, in nm.Ad esempio: la trasmittanza di picco del filtro è dell'80%, quindi 1/2 è del 40% e le lunghezze d'onda sinistra e destra corrispondenti al 40% sono 700 nm e 750 nm e la metà della larghezza di banda è 50 nm.Quelli con una mezza larghezza inferiore a 20 nm sono chiamati filtri a banda stretta e quelli con una mezza larghezza maggiore di 20 nm sono chiamati filtri passa-banda o filtri passa-banda larga.

Lunghezza d'onda centrale (CWL): si riferisce alla lunghezza d'onda di trasmissione di picco di un filtro passa-banda o a banda stretta, o alla lunghezza d'onda di riflessione di picco di un filtro blocca-banda, il punto medio tra la metà della lunghezza d'onda della trasmittanza di picco, ovvero la larghezza di banda Il punto medio di è chiamata lunghezza d'onda centrale.

Trasmittanza (T): si riferisce alla capacità di passaggio della banda target, espressa in percentuale, ad esempio: la trasmittanza di picco del filtro (Tp) > 80%, si riferisce alla luce che può passare attraverso il filtro dopo l'attenuazione.Quando il valore massimo è superiore all'80%, maggiore è la trasmittanza, migliore è la capacità di trasmissione della luce.Intervallo di taglio: viene utilizzato per rappresentare l'intervallo di lunghezze d'onda della regione spettrale dell'energia persa dal filtro, ovvero l'intervallo di lunghezze d'onda al di fuori della banda passante.Tasso di taglio (Blocco): La trasmittanza corrispondente alla lunghezza d'onda nell'intervallo di taglio, noto anche come La profondità di taglio viene utilizzata per descrivere il grado di taglio del filtro.È impossibile che la trasmittanza della luce raggiunga lo 0. Solo portando la trasmittanza del filtro vicino allo zero è possibile tagliare meglio lo spettro indesiderato.Il tasso di cut-off può essere misurato dalla trasmittanza e può anche essere espresso dalla densità ottica (OD).La relazione di conversione tra essa e la trasmittanza (T) è la seguente: OD=log10(1/T) Ampiezza della banda di transizione: in funzione del filtro La profondità di cut-off è diversa, e la maggiore ampiezza spettrale consentita tra la cut-off del filtro specificata fuori profondità e la posizione 1/2 del picco di trasmittanza.Pendenza del bordo: es. [(λT80-λT10)/λT10] *

Alta riflettanza (HR): la maggior parte della luce che passa attraverso il filtro viene riflessa.

Alta trasmittanza (HT): la trasmittanza è elevata e la perdita di energia della luce che passa attraverso il filtro è molto ridotta.Angolo di incidenza: L'angolo tra la luce incidente e la normale della superficie del filtro è chiamato angolo di incidenza.Quando la luce è incidente verticalmente, l'angolo di incidenza è 0°.

Apertura effettiva: l'area fisica che può essere efficacemente utilizzata nei dispositivi ottici è chiamata apertura effettiva, che di solito è simile alla dimensione dell'aspetto del filtro, concentrica e di dimensioni leggermente inferiori.Lunghezza d'onda iniziale: la lunghezza d'onda iniziale si riferisce alla lunghezza d'onda corrispondente a quando la trasmittanza aumenta a 1/2 del picco nel filtro passa-onda lunga e talvolta può essere definita come il 5% o il 10% del picco nella banda- filtro passa La lunghezza d'onda corrispondente alla trasmittanza.

Lunghezza d'onda di taglio: la lunghezza d'onda di taglio si riferisce alla lunghezza d'onda corrispondente a quando la trasmittanza nel filtro passante a onde corte è ridotta a 1/2 del valore di picco.Nel filtro passa-banda, a volte può essere definito come un picco di trasmittanza del 5% o del 10%.La lunghezza d'onda corrispondente alla velocità di passaggio.

Specifiche superficiali e parametri dimensionali dei filtri Qualità superficiale

La qualità della superficie del filtro presenta principalmente difetti come graffi e cavità sulla superficie.Le specifiche più comunemente utilizzate per la qualità della superficie sono i graffi e le cavità specificate da MIL-PRF-13830B.Il nome delle fosse viene calcolato dividendo il diametro della fossa in micron per 10, di solito la specifica della fossa graffiata sarà chiamata qualità standard nell'intervallo da 80 a 50;la qualità nella gamma da 60 a 40;e la gamma da 20 a 10 sarà considerata qualità di alta precisione.

Qualità della superficie: la qualità della superficie è una misura della precisione della superficie.Viene utilizzato per misurare la deviazione di piani come specchi, finestre, prismi o specchi piani.La deviazione della levigatezza viene solitamente misurata dal valore di ondulazione (λ), che è composto da sorgenti di test con più lunghezze d'onda, una striscia corrisponde a 1/2 lunghezza d'onda e la levigatezza è 1λ, che rappresenta il livello di qualità generale;la scorrevolezza è λ/4, che rappresenta il livello di qualità;la scorrevolezza è λ/20, rappresenta un livello qualitativo di alta precisione.

Tolleranza: la tolleranza del filtro è principalmente sulla lunghezza d'onda centrale e sulla metà della larghezza di banda, quindi viene indicato l'intervallo di tolleranza del prodotto del filtro.

Tolleranza del diametro: in generale, l'influenza della tolleranza del diametro del filtro non è grande durante l'uso, ma se il dispositivo ottico deve essere montato sul supporto, è necessario considerare la tolleranza del diametro.Di solito, la tolleranza del diametro in (±0,1 mm) è chiamata qualità generale, (±0,05 mm) è chiamata qualità di precisione e (±0,01 mm) è chiamata alta qualità.

Tolleranza dello spessore centrale: lo spessore centrale è lo spessore della parte centrale del filtro.Di solito, la tolleranza dello spessore centrale (±0,2 mm) è chiamata qualità generale, (±0,05 mm) è chiamata qualità di precisione e (±0,01 mm) è chiamata alta qualità.