Vários tipos de filtro e principais especificações

Vários tipos de filtro e principais especificações

Em princípio, os filtros ópticos podem ser divididos em vários tipos, e esses diferentes tipos de filtros ópticos são apresentados a seguir.

1. Filtro de absorção: O filtro de absorção é feito misturando corantes especiais em resina ou materiais de vidro.De acordo com a capacidade de absorver a luz de diferentes comprimentos de onda, pode desempenhar o papel de filtragem.Os filtros de vidro coloridos são os mais utilizados no mercado.Suas vantagens são estabilidade, uniformidade, boa qualidade do feixe e baixo custo de fabricação, mas tem a desvantagem de uma banda passante relativamente grande, que raramente é inferior a 30 nm.

2. Filtro de interferência: O filtro de interferência adota o método de revestimento a vácuo, e uma camada de filme óptico com uma espessura específica é revestida na superfície do vidro.Normalmente, um pedaço de vidro é feito de filmes multicamadas, e o princípio da interferência é usado para permitir a passagem de ondas de luz em uma faixa espectral específica.Existem muitos tipos de filtros de interferência, e seus campos de aplicação também são diferentes.Dentre eles, os filtros de interferência mais utilizados são os filtros passa-faixa, os filtros de corte e os filtros dicróicos.

(1) Filtros passa-banda só podem transmitir luz de um comprimento de onda específico ou banda estreita, e a luz fora da banda passante não pode passar.Os principais indicadores ópticos dos filtros passa-banda são: comprimento de onda central (CWL), meia largura de banda (FWHM) e transmitância (T%).De acordo com o tamanho da largura de banda, ela pode ser dividida em filtros de banda estreita com largura de banda inferior a 30 nm;filtros de banda larga com uma largura de banda de mais de 60nm.

(2) Filtro de corte (Filtro de corte) pode dividir o espectro em duas regiões.A luz em uma região não pode passar por esta região, que é chamada de região de corte, enquanto a luz na outra região pode passar completamente por ela, que é chamada de região de banda passante.Filtros de corte típicos são filtros passa-longa e filtros passa-curta.Filtro de passagem de onda longa: refere-se a uma faixa de comprimento de onda específica, a direção de onda longa é transmitida e a direção de onda curta é cortada, que desempenha o papel de isolar ondas curtas.Filtro de passagem de onda curta: O filtro de passagem de onda curta refere-se a uma faixa de comprimento de onda específica, a direção de onda curta é transmitida e a direção de onda longa é cortada, que desempenha o papel de isolar a onda longa.

(3) Filtro dicróico (filtro dicróico) pode selecionar uma pequena gama de cores que deseja passar a luz de acordo com as necessidades e refletir outras cores.Existem alguns outros tipos de filtros: Filtros de densidade neutra (Neutral Density Filters), também conhecidos como filmes de atenuação, são usados ​​para impedir que fontes de luz fortes danifiquem o sensor ou os componentes ópticos da câmera e podem absorver ou refletir a luz que não foi absorvida .A porção da luz transmitida que reduz uniformemente a transmitância em uma determinada porção do espectro.

A principal função dos Filtros de Fluorescência é separar e selecionar os espectros de banda característicos da luz de excitação e fluorescência emitida de substâncias no sistema biomédico de inspeção e análise de fluorescência.É um componente chave usado em instrumentos biomédicos e de ciências da vida.

Os Filtros Astronômicos são um tipo de filtro usado para reduzir a influência da poluição luminosa na qualidade da foto durante o processo de tirar fotos astronômicas.

Os filtros de densidade neutra são geralmente divididos em absorventes e reflexivos.O filtro reflexivo de densidade neutra adota o princípio da interferência de filme fino para transmitir parte da luz e refletir a outra parte da luz (geralmente não usa mais essa luz refletida), essa luz refletida é fácil de formar luz difusa e reduzir a precisão experimental , então, por favor, use o coletor de luz da série ABC para coletar a luz refletida.Os filtros absorventes de densidade neutra geralmente se referem ao próprio material ou depois que alguns elementos são misturados no material, que absorvem alguns comprimentos de onda específicos da luz, mas têm pouco ou nenhum efeito em outros comprimentos de onda da luz.Geralmente, o limite de danos dos filtros absorventes de densidade neutra é menor e, após o uso prolongado, pode haver geração de calor; portanto, deve-se tomar cuidado ao usá-los.

Principais especificações para filtros ópticos

Banda passante: A faixa de comprimentos de onda que a luz pode atravessar é chamada de banda passante.

Largura de banda (FWHM): A largura de banda é uma faixa de comprimento de onda usada para representar uma parte específica do espectro que passa pelo filtro através da energia incidente, expressa pela largura na metade da maior transmitância, também conhecida como meia largura, em nm.Por exemplo: a transmitância máxima do filtro é 80%, então 1/2 é 40%, e os comprimentos de onda esquerdo e direito correspondentes a 40% são 700nm e 750nm, e a meia largura de banda é 50nm.Aqueles com meia largura menor que 20 nm são chamados de filtros de banda estreita, e aqueles com meia largura maior que 20 nm são chamados de filtros passa-banda ou filtros passa-banda larga.

Comprimento de onda central (CWL): Refere-se ao comprimento de onda de transmissão de pico de um filtro passa-banda ou de banda estreita, ou o comprimento de onda de reflexão de pico de um filtro de parada de banda, o ponto médio entre o comprimento de onda de 1/2 da transmitância de pico, ou seja, a largura de banda O ponto médio de é chamado de comprimento de onda central.

Transmitância (T): Refere-se à capacidade de passagem da banda alvo, expressa em porcentagem, por exemplo: a transmitância de pico do filtro (Tp) > 80%, refere-se à luz que pode passar pelo filtro após a atenuação.Quando o valor máximo está acima de 80%, quanto maior a transmitância, melhor a capacidade de transmissão de luz.Faixa de corte: É utilizada para representar o intervalo de comprimento de onda da região espectral de energia perdida pelo filtro, ou seja, a faixa de comprimento de onda fora da banda passante.Taxa de corte (Bloco): A transmitância correspondente ao comprimento de onda na faixa de corte, também conhecida como A profundidade de corte é usada para descrever o grau de corte do filtro.É impossível que a transmitância de luz chegue a 0. Somente tornando a transmitância do filtro próxima de zero é que o espectro indesejado pode ser melhor cortado.A taxa de corte pode ser medida pela transmitância e também pode ser expressa pela densidade óptica (DO).A relação de conversão entre ele e a transmitância (T) é a seguinte: OD=log10(1/T) Largura da banda de transição: de acordo com o filtro A profundidade de corte é diferente, e a maior largura espectral permitida entre o corte do filtro especificado profundidade e a posição 1/2 do pico de transmitância.Inclinação da borda: ou seja, [(λT80-λT10)/λT10] *

High Reflectance (HR): A maior parte da luz que passa pelo filtro é refletida.

Alta transmitância (HT): A transmitância é alta e a perda de energia da luz que passa pelo filtro é muito pequena.Ângulo de incidência: O ângulo entre a luz incidente e a normal da superfície do filtro é chamado de ângulo de incidência.Quando a luz incide verticalmente, o ângulo de incidência é 0°.

Abertura efetiva: A área física que pode ser efetivamente usada em dispositivos ópticos é chamada de abertura efetiva, que geralmente é semelhante ao tamanho da aparência do filtro, concêntrica e ligeiramente menor em tamanho.Comprimento de onda inicial: O comprimento de onda inicial refere-se ao comprimento de onda correspondente a quando a transmitância aumenta para 1/2 do pico no filtro de passagem de ondas longas e, às vezes, pode ser definido como 5% ou 10% do pico na banda. filtro de passagem O comprimento de onda correspondente à transmitância.

Comprimento de onda de corte: O comprimento de onda de corte refere-se ao comprimento de onda correspondente a quando a transmitância no filtro de passagem de ondas curtas é reduzida para 1/2 do valor de pico.No filtro passa-faixa, às vezes pode ser definido como uma transmitância de pico de 5% ou 10%.O comprimento de onda correspondente à taxa de aprovação.

Especificações da Superfície e Parâmetros Dimensionais dos Filtros Qualidade da Superfície

A qualidade da superfície do filtro apresenta principalmente defeitos como arranhões e buracos na superfície.As especificações mais comumente usadas para a qualidade da superfície são arranhões e cavidades especificadas por MIL-PRF-13830B.O nome dos poços é calculado dividindo o diâmetro do poço em mícrons por 10, geralmente a especificação do poço zero será chamada de qualidade padrão na faixa de 80 a 50;a qualidade na faixa de 60 a 40;e a faixa de 20 a 10 será considerada qualidade de alta precisão.

Qualidade da superfície: A qualidade da superfície é uma medida da precisão da superfície.É usado para medir o desvio de planos como espelhos, janelas, prismas ou espelhos planos.O desvio da suavidade geralmente é medido pelo valor de ondulação (λ), que é composto por fontes de teste com vários comprimentos de onda, uma faixa corresponde a 1/2 comprimento de onda e a suavidade é 1λ, que representa o nível geral de qualidade;a suavidade é λ/4, que representa o nível de qualidade;a suavidade é λ/20, representa um nível de qualidade de alta precisão.

Tolerância: A tolerância do filtro é principalmente no comprimento de onda central e na meia largura de banda, portanto, a faixa de tolerância do produto do filtro é indicada.

Tolerância do diâmetro: Em geral, a influência da tolerância do diâmetro do filtro não é grande durante o uso, mas se o dispositivo óptico for montado no suporte, a tolerância do diâmetro deve ser considerada.Normalmente, a tolerância de diâmetro em (±0,1 mm) é chamada de qualidade geral, (±0,05 mm) é chamada de qualidade de precisão e (±0,01 mm) é chamada de alta qualidade.

Tolerância de espessura central: A espessura central é a espessura da parte central do filtro.Normalmente, a tolerância da espessura central (±0,2 mm) é chamada de qualidade geral, (±0,05 mm) é chamada de qualidade de precisão e (±0,01 mm) é chamada de alta qualidade.