Različne vrste filtrov in ključne specifikacije
Načeloma lahko optične filtre razdelimo na več tipov, ti različni tipi optičnih filtrov pa so predstavljeni spodaj.
1. Absorpcijski filter: Absorpcijski filter je izdelan z mešanjem posebnih barvil v smole ali steklene materiale.Glede na sposobnost absorbiranja svetlobe različnih valovnih dolžin lahko igra vlogo filtriranja.Filtri iz barvnega stekla so najbolj razširjeni na trgu.Njegove prednosti so stabilen, enakomeren, dobra kakovost žarka in nizki stroški izdelave, vendar ima pomanjkljivost relativno velik prepustni pas, ki je redko nižji od 30 nm.
2. Interferenčni filter: Interferenčni filter uporablja metodo vakuumskega premaza in na površino stekla je prevlečena plast optičnega filma z določeno debelino.Običajno je kos stekla izdelan iz večplastnih filmov, za dosego pa se uporablja princip interference, ki omogoča prehod svetlobnih valov v določenem spektralnem območju.Obstaja veliko vrst interferenčnih filtrov, različna pa so tudi njihova področja uporabe.Med njimi so najpogosteje uporabljeni interferenčni filtri pasovni filtri, mejni filtri in dihroični filtri.
(1) Pasovni filtri lahko oddajajo samo svetlobo določene valovne dolžine ali ozkega pasu, svetloba zunaj prepustnega pasu pa ne more preiti.Glavni optični indikatorji pasovnih filtrov so: centralna valovna dolžina (CWL), polovična pasovna širina (FWHM) in prepustnost (T%).Glede na velikost pasovne širine ga lahko razdelimo na ozkopasovne filtre s pasovno širino manjšo od 30 nm;širokopasovni filtri s pasovno širino več kot 60 nm.
(2) Ločni filter (Cut-off filter) lahko razdeli spekter na dve regiji.Svetloba v enem območju ne more preiti skozi to območje, ki se imenuje območje prepustnosti, medtem ko lahko svetloba v drugem območju v celoti preide skozi to območje, ki se imenuje območje prepustnega pasu.Tipični mejni filtri so dolgoprepustni filtri in kratkoprepustni filtri.Dolgovalovni prehodni filter: nanaša se na določeno območje valovnih dolžin, prenaša se dolgovalovna smer, kratkovalovna smer pa je odrezana, kar igra vlogo izolacije kratkih valov.Kratkovalovni prehodni filter: Kratkovalovni prehodni filter se nanaša na določeno območje valovnih dolžin, kratkovalovna smer se prenaša, dolgovalovna smer pa je odrezana, kar igra vlogo izolacije dolgih valov.
(3) Dihroični filter (dihroični filter) lahko izbere majhen obseg barv, ki želijo prepustiti svetlobo glede na potrebe, in odsevajo druge barve.Obstaja nekaj drugih vrst filtrov: filtri nevtralne gostote (filtri nevtralne gostote), znani tudi kot dušilni filmi, se uporabljajo za preprečevanje, da bi viri močne svetlobe poškodovali senzor ali optične komponente fotoaparata, in lahko absorbirajo ali odbijajo svetlobo, ki ni bila absorbirana .Del prepuščene svetlobe, ki enakomerno zmanjša prepustnost v določenem delu spektra.
Glavna funkcija fluorescenčnih filtrov je ločevanje in izbira značilnih pasovnih spektrov vzbujalne svetlobe in oddane fluorescence snovi v biomedicinskem fluorescenčnem pregledu in sistemu za analizo.Je ključna komponenta, ki se uporablja v biomedicinskih instrumentih in instrumentih znanosti o življenju.
Astronomski filtri so neke vrste filtri, ki se uporabljajo za zmanjšanje vpliva svetlobnega onesnaženja na kakovost fotografij med postopkom fotografiranja astronomskih fotografij.
Filtre nevtralne gostote na splošno delimo na absorpcijske in odbojne.Filter z odbojno nevtralno gostoto sprejme načelo interference tankega filma, da prenese del svetlobe in odbije drugi del svetlobe (običajno ne uporabljajte več te odbite svetlobe), ta odbita svetloba zlahka tvori razpršeno svetlobo in zmanjša eksperimentalno natančnost. , zato za zbiranje odbite svetlobe uporabite zbiralnik svetlobe serije ABC.Absorpcijski filtri nevtralne gostote se na splošno nanašajo na sam material ali po mešanju nekaterih elementov v materialu, ki absorbirajo določene valovne dolžine svetlobe, vendar nimajo ali imajo majhen učinek na druge valovne dolžine svetlobe.Na splošno je prag poškodb absorpcijskih filtrov nevtralne gostote nižji in po dolgotrajni uporabi lahko pride do segrevanja, zato je pri njihovi uporabi potrebna previdnost.
Ključne specifikacije za optične filtre
Pasovni pas: Razpon valovnih dolžin, skozi katere lahko prehaja svetloba, se imenuje pasovni pas.
Pasovna širina (FWHM): pasovna širina je razpon valovnih dolžin, ki se uporablja za predstavitev določenega dela spektra, ki prehaja skozi filter skozi vpadno energijo, izraženo s širino na polovici večje prepustnosti, znano tudi kot polovična širina, v nm.Na primer: najvišja prepustnost filtra je 80 %, potem je 1/2 40 %, leva in desna valovna dolžina, ki ustrezata 40 %, sta 700 nm in 750 nm, polovična pasovna širina pa je 50 nm.Tisti s polovično širino, manjšo od 20 nm, se imenujejo ozkopasovni filtri, tisti s polovično širino, večjo od 20 nm, pa se imenujejo pasovni filtri ali širokopasovni filtri.
Sredinska valovna dolžina (CWL): Nanaša se na najvišjo valovno dolžino prenosa pasovnega ali ozkopasovnega filtra ali na najvišjo odbojno valovno dolžino pasovnega filtra, sredino med 1/2 valovne dolžine najvišje prepustnosti, to je pasovno širino. imenujemo centralna valovna dolžina.
Transmitanca (T): Nanaša se na prepustnost ciljnega pasu, izraženo v odstotkih, na primer: največja prepustnost filtra (Tp) > 80 % se nanaša na svetlobo, ki lahko preide skozi filter po dušenju.Ko je največja vrednost nad 80 %, večja kot je prepustnost, boljša je sposobnost prepustnosti svetlobe.Mejno območje: Uporablja se za predstavitev intervala valovnih dolžin območja energijskega spektra, ki ga izgubi filter, to je območje valovnih dolžin zunaj prepustnega pasu.Mejna stopnja (blok): prepustnost, ki ustreza valovni dolžini v mejnem območju, znana tudi kot mejna globina, se uporablja za opis mejne stopnje filtra.Nemogoče je, da bi prepustnost svetlobe dosegla 0. Le če bi prepustnost filtra približali ničli, lahko neželen spekter bolje odrežemo.Mejno stopnjo lahko merimo s prepustnostjo in jo lahko izrazimo tudi z optično gostoto (OD).Razmerje pretvorbe med njim in prepustnostjo (T) je naslednje: OD=log10(1/T) Širina prehodnega pasu: glede na filter. Mejna globina je drugačna in večja spektralna širina je dovoljena med določenim rezom filtra. globino in 1/2 položaja vrha prepustnosti.Strmina robov: tj. [(λT80-λT10)/λT10] *
Visok odboj (HR): večina svetlobe, ki gre skozi filter, se odbije.
Visoka prepustnost (HT): Prepustnost je visoka, izguba energije svetlobe, ki gre skozi filter, pa je zelo majhna.Vpadni kot: kot med vpadno svetlobo in normalo površine filtra se imenuje vpadni kot.Ko svetloba vpada navpično, je vpadni kot 0°.
Efektivna zaslonka: fizično območje, ki se lahko učinkovito uporablja v optičnih napravah, se imenuje efektivna zaslonka, ki je običajno podobna velikosti videza filtra, koncentrična in nekoliko manjša.Začetna valovna dolžina: Začetna valovna dolžina se nanaša na valovno dolžino, ki ustreza, ko se prepustnost poveča na 1/2 vrha v dolgovalovnem prepustnem filtru, včasih pa jo lahko definiramo kot 5 % ali 10 % vrha v pasu- prepustni filter Valovna dolžina, ki ustreza prepustnosti.
Mejna valovna dolžina: mejna valovna dolžina se nanaša na valovno dolžino, ki ustreza, ko se prepustnost v kratkovalovnem prepustnem filtru zmanjša na 1/2 najvišje vrednosti.V pasovno prepustnem filtru se lahko včasih definira kot največja prepustnost 5 % ali 10 %.Valovna dolžina, ki ustreza hitrosti prehoda.
Specifikacije površine in dimenzijski parametri kakovosti površine filtrov
Kakovost površine filtra ima predvsem napake, kot so praske in jamice na površini.Najpogosteje uporabljene specifikacije za kakovost površine so praske in luknje, ki jih določa MIL-PRF-13830B.Ime jam se izračuna tako, da se premer jame v mikronih deli z 10, običajno se specifikacija jame za praske imenuje standardna kakovost v območju od 80 do 50;kakovost v območju od 60 do 40;in razpon od 20 do 10 se bo štel za kakovost visoke natančnosti.
Kakovost površine: Kakovost površine je merilo natančnosti površine.Uporablja se za merjenje odstopanja ravnin, kot so ogledala, okna, prizme ali ravna ogledala.Odstopanje gladkosti se običajno meri z vrednostjo valovitosti (λ), ki je sestavljena iz testnih virov z več valovnimi dolžinami, en trak ustreza 1/2 valovne dolžine, gladkost pa je 1λ, kar predstavlja splošno raven kakovosti;gladkost je λ/4, kar predstavlja nivo kakovosti;gladkost je λ/20, predstavlja visoko natančno raven kakovosti.
Toleranca: Toleranca filtra je v glavnem na srednji valovni dolžini in polovični pasovni širini, zato je navedeno območje tolerance izdelka filtra.
Toleranca premera: Na splošno vpliv tolerance premera filtra med uporabo ni velik, če pa bo optična naprava nameščena na držalo, je treba upoštevati toleranco premera.Običajno se toleranca premera v (±0,1 mm) imenuje splošna kakovost, (±0,05 mm) se imenuje natančna kakovost in (±0,01 mm) se imenuje visoka kakovost.
Toleranca sredinske debeline: Sredinska debelina je debelina sredinskega dela filtra.Običajno se toleranca sredinske debeline (±0,2 mm) imenuje splošna kakovost, (±0,05 mm) se imenuje natančna kakovost in (±0,01 mm) se imenuje visoka kakovost.
Čas objave: mar-10-2023