华体会app-滤光片:光学仪器的关键组件
发布时间:2024-09-07

滤光片是一种用于拔取所需辐射波段的光学元件。

滤光片:光学仪器的关键组件

1、界说与种别

滤光片的次要功用是拔取所需辐射波段,详细而言,它分为两年夜类,色彩滤光片与薄膜滤光片。

色彩滤光片:色彩滤光片是一种经过汲取或者反射非特定色彩的光芒来传送特定色彩光芒的滤光片。它凡是由黑色染料或者颜料制成,能够出现差别的色彩以及饱以及度。色彩滤光片正在拍照、摄像、舞台照明等范畴有普遍使用,用于改动图象的颜色均衡以及加强特定色彩的比照度。

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青蓝色有色玻璃

(青蓝色有色玻璃)

薄膜滤光片:薄膜滤光片是经过正在基材上涂覆多层光学薄膜来完成对于特定波长光芒的透射或者反射的滤光片。它能够依据需求计划差别的光谱呼应曲线,完成带通、停止、分光等多种光学后果。薄膜滤光片正在光谱剖析、生物医学成像、激光零碎等范畴有普遍使用,用于进步光学零碎的功能以及精度。

镀膜BP590窄带滤光片

(镀膜BP590窄带滤光片)

2、滤光片的构成

从全体而言,滤光片构成能够复杂划为两局部,即基材以及光学薄膜。

基材:滤光片的基材能够是玻璃、塑料或者其余通明资料。基材的挑选取决于使用需要等,比方光学功能、机器强度、耐温性、本钱等要素。玻璃基材凡是具备优良的光学功能以及波动性,合用于高精度使用;而塑料基材则具备笨重、本钱低的长处,合用于年夜范围消费以及花费级使用。

相干科普:各类玻璃特征具体引见

基材透明玻璃

(基材通明玻璃)

光学薄膜:光学薄膜是滤光片的中心局部,它决议了滤光片的光学功能。光学薄膜凡是由多层差别折射率的资料构成,经过准确把持每一层资料的厚度以及折射率,能够完成对于特定波长光芒的透射或者反射。差别范例的滤光片具备差别的光学薄膜计划以及构造,以完成差别的光学后果。

相干科普:甚么是光学薄膜?辨别有哪些?

3、滤光片分类

滤光片次要能够依照光谱波段、膜层资料、光谱特征、使用特色等体式格局分类:

光谱波段分类

紫外滤光片:用于过滤提取某个紫外波段范畴的滤光片。

可见滤光片:用于挑选性经过可见光的光学滤光片。

红外滤光片:用于挑选经过红外波段光芒的光学元件。

干涉滤光片原理

(图源收集,侵删)

膜层资料分类

软膜滤光片:由低硬度资料构成的多层薄膜光学元件,次要用于生化剖析仪傍边。

硬膜滤光片:由高硬度非凡膜层组合的光学元件,具备较高的激光阈值,正在激光零碎中普遍使用。

相干科普:甚么是软膜滤光片?甚么是硬膜滤光片?

光谱特征分类

带通滤光片:选定某个通带波段范畴的光经过,通带之外的光停止,依据通带范畴分为窄带滤光片以及宽带滤光片,窄带滤光片的通带绝对来讲比拟窄,普通为中间波长值的5%如下。

带通窄带滤光片光谱图

(带通窄带滤光片光谱图)

停止滤光片,依据光谱特征分为长波停止与短波停止。

长波停止特征为短波通滤光片,也叫低通滤光片,光谱施展阐发为特定某个波段长波被停止使患上该波段短波标的目的经过。

短波通滤光片光谱图

(短波通滤光片光谱图)

短波停止特征为长波通滤光片。也叫高通滤光片,光谱施展阐发为特定某个波段短波被停止使患上该波段长波标的目的经过。

长波通滤光片光谱图

(长波通滤光片光谱图)

分光滤光片:一种基于光的干预、衍射景象和滤光片资料对于特定波长光的汲取特征来完成分光的光学器件。

中性密度滤光片:也叫衰减片,是一种可以正在普遍的光谱范畴内平均(非挑选性)衰减光芒强度且完成准确的光量把持光学衰减器。

负性滤光片:即陷波滤光片或者带阻滤光片,是一种能够透过绝年夜少数波长光,但将特定波长范畴内(阻带)的光衰减到极低程度的光学元件。

二向色滤光片:一种可以正在特定角度(如45°)下反射一种色彩光(激起光)并透射另外一种色彩光(发射光),且激起光的反射率以及发射光透射率都可到达90%以上的非凡光学元件。

使用特色分类

色彩滤光片:这是各类色彩的平板玻璃或者明胶片,其透射带宽数百埃,多用正在宽带测光或者装正在恒星摄谱仪中,以断绝堆叠光谱级次。

薄膜滤光片:普通透过的波长较长,多用做红外滤光片。

4、滤光片道理

滤光片原理

(图源收集,侵删)

滤光片道理次要基于差别波长光的汲取、干预、衍射和反射特征的差别完成挑选,可分为汲取型、干预型以及衍射型、反射型。

汲取型滤光片:应用特定资料对于光的汲取特征来完成滤波。光芒穿过滤光片刻,其外部资料会汲取某些波长的光,而答应其余波长的光经过。经过挑选性汲取到达滤除了其余没有需求的光,只答应特定波长的光经过,若有色玻璃,汲取型中性密度滤光片。

干预型滤光片:应用多层薄膜对于光的干预道理,完成对于特定光谱范畴的光的拔取以及经过,如带通滤光片、停止滤光片、二向色滤光片。

衍射型滤光片:一种经过特定图案或者构造使光正在经过时发作衍射,从而完成对于特定波长光的挑选的光学元件。

反射型滤光片:一种应用多层膜干预道理完成特定波长光芒反射的光学元件,用于准确把持光芒的光谱散布。

5、滤光片感化

1.别离光谱:经过透射或者反射特定波长的光,滤光片能够将混淆光分化为差别的色彩或者波长成份,这正在光谱剖析、光学丈量以及科研尝试中十分紧张。

2.把持光强:滤光片能够削弱或者加强特定波长的光强,从而调剂光源的亮度或者色彩。这正在拍照、照明以及表现技能中十分有效,能够协助拍照师或者计划师完成特定的视觉后果。

3.去除了搅扰光:正在某些使用中,需求去除了或者低落某些波长光的搅扰。滤光片能够无效地阻挠这些搅扰光,进步成像品质或者丈量精度。

滤光片的激光应用

4.激光波长挑选:正在激光技能中,滤光片能够用于挑选激光的波长,确保激光输入具备所需的波长以及纯度。

5.防护以及维护:滤光片还能够用于维护眼睛或者设置装备摆设免受无害光芒的损伤,如紫内线(UV)滤光片能够阻挠紫内线以维护皮肤以及眼睛。

6、滤光片参数

窄带滤光片参数图

中间波长:峰值透过率一半地位的中点(带通),描述长波通/短波通时为峰值透过率一半地位波长。

峰值透过率:光芒进入滤光片透过最高地位的百分比。

停止率:也叫光密度,光密度与透过率成正比,光密度越高透过率越低。光芒透过率低于10%后施展阐发为停止,经常使用OD值透露表现,公式为OD=-log(T),OD1为0.1,OD2为0.01以此类推。

停止波段:透露表现停止带的范畴,普通描绘除了通带外该滤光片的停止波段。

带宽:常描绘带通滤光片,通带峰值透过率一半地位地点波长范畴,波长范畴越短精度越高。

斜率:边沿滤光片从高停止转换为高透射率的带宽的峻峭水平,斜率越年夜,滤光片正在停止以及透射之间的转换越峻峭,经常使用于长/短波通滤光片。

尺寸:经常使用妹妹透露表现,滤光片的尺寸对于参数的影响宏大,尺寸的把控严峻影响滤光片的功能,包含过滤范畴、透射功能、公役精度等等要素。

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