Verschiedene Filtertypen und Schlüsselspezifikationen
Grundsätzlich lassen sich optische Filter in mehrere Typen einteilen, die im Folgenden vorgestellt werden.
1. Absorptionsfilter: Der Absorptionsfilter wird hergestellt, indem spezielle Farbstoffe in Harz- oder Glasmaterialien eingemischt werden.Entsprechend der Fähigkeit, Licht unterschiedlicher Wellenlängen zu absorbieren, kann es die Rolle des Filterns spielen.Farbglasfilter sind die am weitesten verbreiteten auf dem Markt.Seine Vorteile sind stabil, gleichmäßig, gute Strahlqualität und niedrige Herstellungskosten, aber er hat den Nachteil eines relativ großen Durchlassbereichs, der selten niedriger als 30 nm ist.
2. Interferenzfilter: Der Interferenzfilter verwendet die Methode der Vakuumbeschichtung, und eine Schicht aus optischem Film mit einer bestimmten Dicke wird auf die Oberfläche des Glases aufgetragen.Normalerweise besteht ein Stück Glas aus mehrschichtigen Folien, und das Prinzip der Interferenz wird verwendet, um Lichtwellen in einem bestimmten Spektralbereich passieren zu lassen.Es gibt viele Arten von Interferenzfiltern, und auch ihre Anwendungsgebiete sind unterschiedlich.Darunter sind die am häufigsten verwendeten Interferenzfilter Bandpassfilter, Sperrfilter und dichroitische Filter.
(1) Bandpassfilter können nur Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines schmalen Bands durchlassen, und Licht außerhalb des Durchlassbands kann nicht passieren.Die wichtigsten optischen Indikatoren von Bandpassfiltern sind: zentrale Wellenlänge (CWL), halbe Bandbreite (FWHM) und Transmission (T%).Je nach Größe der Bandbreite kann man sie in schmalbandige Filter mit einer Bandbreite von weniger als 30nm unterteilen;Breitbandfilter mit einer Bandbreite von mehr als 60nm.
(2) Cut-off-Filter (Cut-off-Filter) kann das Spektrum in zwei Bereiche teilen.Das Licht in einem Bereich kann diesen Bereich, der Sperrbereich genannt wird, nicht passieren, während das Licht in dem anderen Bereich ihn vollständig passieren kann, der als Durchlassbereich bezeichnet wird.Typische Kantenfilter sind Langpassfilter und Kurzpassfilter.Langwellenpassfilter: Bezieht sich auf einen bestimmten Wellenlängenbereich, die Langwellenrichtung wird übertragen und die Kurzwellenrichtung wird abgeschnitten, was die Rolle der Isolierung von Kurzwellen spielt.Kurzwellenpassfilter: Kurzwellenpassfilter bezieht sich auf einen bestimmten Wellenlängenbereich, die Kurzwellenrichtung wird übertragen und die Langwellenrichtung wird abgeschnitten, was die Rolle der Isolierung von Langwellen spielt.
(3) Dichroitischer Filter (Dichroitischer Filter) kann eine kleine Auswahl an Farben auswählen, die je nach Bedarf Licht durchlassen und andere Farben reflektieren möchten.Es gibt einige andere Arten von Filtern: Neutraldichtefilter (Neutral Density Filters), auch Dämpfungsfolien genannt, werden verwendet, um zu verhindern, dass starke Lichtquellen den Sensor oder die optischen Komponenten der Kamera beschädigen, und können nicht absorbiertes Licht absorbieren oder reflektieren .Der Teil des durchgelassenen Lichts, der die Durchlässigkeit in einem bestimmten Teil des Spektrums gleichmäßig reduziert.
Die Hauptfunktion von Fluoreszenzfiltern besteht darin, die charakteristischen Bandspektren des Anregungslichts und der emittierten Fluoreszenz von Substanzen im biomedizinischen Fluoreszenzinspektions- und -analysesystem zu trennen und auszuwählen.Es ist eine Schlüsselkomponente, die in biomedizinischen und Life-Science-Instrumenten verwendet wird.
Astronomiefilter sind eine Art Filter, der verwendet wird, um den Einfluss von Lichtverschmutzung auf die Fotoqualität während der Aufnahme von astronomischen Fotos zu reduzieren.
Neutraldichtefilter werden im Allgemeinen in absorbierende und reflektierende unterteilt.Der reflektierende Neutraldichtefilter übernimmt das Prinzip der Dünnfilminterferenz, um einen Teil des Lichts zu übertragen und den anderen Teil des Lichts zu reflektieren (normalerweise wird dieses reflektierte Licht nicht mehr verwendet). Dieses reflektierte Licht bildet leicht Streulicht und verringert die experimentelle Genauigkeit Verwenden Sie daher bitte den Lichtkollektor der ABC-Serie, um das reflektierte Licht zu sammeln.Absorbierende Neutraldichtefilter beziehen sich im Allgemeinen auf das Material selbst oder nachdem einige Elemente in das Material gemischt wurden, die einige spezifische Lichtwellenlängen absorbieren, aber keine oder nur geringe Wirkung auf andere Lichtwellenlängen haben.Im Allgemeinen ist die Schadensschwelle von absorbierenden Neutraldichtefiltern niedriger, und nach längerem Gebrauch kann es zu einer Wärmeentwicklung kommen, daher ist bei ihrer Verwendung Vorsicht geboten.
Schlüsselspezifikationen für optische Filter
Passband: Der Wellenlängenbereich, den Licht passieren kann, wird als Passband bezeichnet.
Bandbreite (FWHM): Die Bandbreite ist ein Wellenlängenbereich, der verwendet wird, um einen bestimmten Teil des Spektrums darzustellen, der den Filter durch einfallende Energie passiert, ausgedrückt durch die Breite bei der Hälfte der größeren Durchlässigkeit, auch bekannt als Halbwertsbreite, in nm.Zum Beispiel: Die Spitzendurchlässigkeit des Filters beträgt 80 %, dann ist 1/2 40 %, und die linke und rechte Wellenlänge, die 40 % entsprechen, sind 700 nm und 750 nm, und die halbe Bandbreite beträgt 50 nm.Solche mit einer Halbwertsbreite von weniger als 20 nm werden Schmalbandfilter genannt, und solche mit einer Halbwertsbreite von mehr als 20 nm werden als Bandpassfilter oder Breitbandpassfilter bezeichnet.
Mittenwellenlänge (CWL): Bezieht sich auf die Spitzentransmissionswellenlänge eines Bandpass- oder Schmalbandfilters oder die Spitzenreflexionswellenlänge eines Bandsperrfilters, den Mittelpunkt zwischen der 1/2-Wellenlänge der Spitzentransmission, d. h. die Bandbreite heißt Zentralwellenlänge.
Durchlässigkeit (T): Bezieht sich auf die Durchlässigkeit des Zielbandes, ausgedrückt in Prozent, zum Beispiel: Die maximale Durchlässigkeit des Filters (Tp) > 80 % bezieht sich auf das Licht, das nach Dämpfung durch den Filter passieren kann.Wenn der Maximalwert über 80 % liegt, ist die Lichtdurchlässigkeit um so besser, je größer die Durchlässigkeit ist.Grenzbereich: Er wird verwendet, um das Wellenlängenintervall des Energiespektralbereichs darzustellen, der durch das Filter verloren geht, d. h. den Wellenlängenbereich außerhalb des Durchlassbereichs.Cut-off-Rate (Block): Der der Wellenlänge entsprechende Transmissionsgrad im Cut-off-Bereich, auch bekannt als Cut-off-Tiefe, wird verwendet, um den Cut-off-Grad des Filters zu beschreiben.Es ist unmöglich, dass die Lichttransmission 0 erreicht. Nur wenn die Transmission des Filters nahe Null gemacht wird, kann das unerwünschte Spektrum besser abgeschnitten werden.Die Cut-off-Rate kann durch Transmission gemessen und auch durch optische Dichte (OD) ausgedrückt werden.Die Umrechnungsbeziehung zwischen ihm und Transmission (T) ist wie folgt: OD=log10(1/T) Übergangsbandbreite: je nach Filter Die Cut-Off-Tiefe ist unterschiedlich, und die größere spektrale Breite ist zwischen den angegebenen Filter-Cut- Off-Tiefe und die 1/2-Position des Transmissionspeaks.Flankensteilheit: dh [(λT80-λT10)/λT10] *
Hohe Reflexion (HR): Das meiste Licht, das durch den Filter geht, wird reflektiert.
Hohe Durchlässigkeit (HT): Die Durchlässigkeit ist hoch und der Energieverlust des Lichts, das durch den Filter geht, ist sehr gering.Einfallswinkel: Der Winkel zwischen einfallendem Licht und der Normalen der Filterfläche wird als Einfallswinkel bezeichnet.Bei senkrechtem Lichteinfall beträgt der Einfallswinkel 0°.
Effektive Apertur: Der physische Bereich, der in optischen Geräten effektiv genutzt werden kann, wird als effektive Apertur bezeichnet, die normalerweise der Erscheinungsgröße des Filters ähnelt, konzentrisch und etwas kleiner ist.Startwellenlänge: Die Startwellenlänge bezieht sich auf die Wellenlänge, die dem entspricht, wenn die Durchlässigkeit auf 1/2 der Spitze im Langwellenpassfilter ansteigt, und manchmal kann sie als 5 % oder 10 % der Spitze im Band definiert werden. Passfilter Die der Transmission entsprechende Wellenlänge.
Grenzwellenlänge: Die Grenzwellenlänge bezieht sich auf die Wellenlänge, die entspricht, wenn die Durchlässigkeit im Kurzwellenpassfilter auf die Hälfte des Spitzenwerts reduziert wird.Im Bandpassfilter kann es manchmal als Spitzentransmissionsgrad von 5% oder 10% definiert werden.Die Wellenlänge entspricht der Passrate.
Oberflächenspezifikationen und Dimensionsparameter der Filteroberflächenqualität
Die Oberflächenqualität des Filters weist hauptsächlich Mängel wie Kratzer und Vertiefungen auf der Oberfläche auf.Die am häufigsten verwendeten Spezifikationen für die Oberflächenqualität sind Kratzer und Vertiefungen gemäß MIL-PRF-13830B.Der Name der Vertiefungen wird berechnet, indem der Vertiefungsdurchmesser in Mikron durch 10 dividiert wird, normalerweise wird die Kratzgrubenspezifikation als Standardqualität im Bereich von 80 bis 50 bezeichnet;die Qualität im Bereich von 60 bis 40;und der Bereich von 20 bis 10 wird als Hochpräzisionsqualität betrachtet.
Oberflächenqualität: Die Oberflächenqualität ist ein Maß für die Oberflächengenauigkeit.Es wird verwendet, um die Abweichung von Ebenen wie Spiegeln, Fenstern, Prismen oder Planspiegeln zu messen.Die Abweichung der Glätte wird normalerweise durch den Wellenwert (λ) gemessen, der sich aus Testquellen mit mehreren Wellenlängen zusammensetzt, ein Streifen entspricht 1/2 Wellenlänge und die Glätte beträgt 1λ, was das allgemeine Qualitätsniveau darstellt;die Glätte ist λ/4, was das Qualitätsniveau darstellt;die Glätte liegt bei λ/20, stellt ein hochpräzises Qualitätsniveau dar.
Toleranz: Die Toleranz des Filters liegt hauptsächlich auf der Mittenwellenlänge und der halben Bandbreite, daher wird der Toleranzbereich des Filterprodukts angegeben.
Durchmessertoleranz: Im Allgemeinen ist der Einfluss der Toleranz des Filterdurchmessers während des Gebrauchs nicht groß, aber wenn das optische Gerät auf dem Halter montiert werden soll, muss die Durchmessertoleranz berücksichtigt werden.Normalerweise wird die Toleranz des Durchmessers in (±0,1 mm) als allgemeine Qualität, (±0,05 mm) als Präzisionsqualität und (±0,01 mm) als hohe Qualität bezeichnet.
Mittendickentoleranz: Die Mittendicke ist die Dicke des mittleren Teils des Filters.Normalerweise wird die Toleranz der Mittendicke (±0,2 mm) als allgemeine Qualität bezeichnet, (±0,05 mm) als Präzisionsqualität und (±0,01 mm) als hohe Qualität.
Postzeit: 10. März 2023