Uitgebreide analyse van optische filters
Gebaseerd op spectralband:
Ultraviolette (UV) filters:Ontworpen voor het ultraviolette spectrum.
Zichtbaar lichtfilters:Ontworpen voor het zichtbare spectrum.
Infrarood (IR) filters:Ontworpen voor het infrarood spectrum.
Deze filters zijn afgestemd op specifieke spectrumgebieden om aan specifieke optische behoeften te voldoen.
Gebaseerd op spectrale kenmerken:
Bandpassfilters:Zend een specifieke golflengte uit.
Afscheidingsfilters (lang-/kortsluiting):Transmissiegolflengten boven (Longpass) of onder (Shortpass) een specifieke wavelengte van de af/af-afsluiting.
Dichroïsche filters: Selectief licht doorgeven of reflecteren op basis van golflengte.
Filters met neutrale dichtheid (ND): Verzacht de lichtintensiteit gelijkmatig over het hele spectrum.
Reflectieve filters:Reflecteren voornamelijk licht binnen een bepaalde band.
Deze soorten hebben verschillende overdrachts- en blokkeringskenmerken voor specifieke spectrale filtereffecten.
Op basis van het coatingsmateriaal:
Filters met een zachte coating:De coatings zijn minder duurzaam, beter geschikt voor apparaten zoals biochemische analysatoren.
Filters met harde coating:De coatings vertonen een uitstekende hardheid en, nog belangrijker, hoge laserschade drempels (LDT).
Gebaseerd op optische index en transmissie kenmerken:
Bandpassfilters:Laat licht binnen een geselecteerde band passeren terwijl het licht buiten de doorgangsband wordt geblokkeerd. Belangrijke parameters zijn middelgolflengte (CWL) en volle breedte bij halve maximale (FWHM),ingedeeld als Narrowband of Broadband.
Shortpassfilters:Licht verzenden met golflengtes korter dan een specifieke afkorting.
Filters voor lange doorgangen:Licht overbrengen met golflengtes die langer zijn dan een specifieke afgekapte golflengte.
Deze worden gebruikt voor specifieke golflengte selectie functies.
Centrumgolflengte (CWL): de golflengte die overeenkomt met de piekdoorstraling voor een bandpassfilter of de piekreflectansie voor een notchfilter.,Voor interferentiefilters ligt de piek mogelijk niet precies op het middelpunt van de golflengte. Zie figuur 1 voor een illustratie van CWL en FWHM.
Bandbreedte: het golflengtebereik dat overeenkomt met het deel van het spectrum waar een specifieke hoeveelheid energie door het filter gaat, ook wel bekend als FWHM (zie figuur 1).
Blocking Range (Blocking Band): Beschrijft het golflengtebereik waarin energie door het filter wordt verzwakt tot een bepaald optisch dichtheidsniveau (OD).Dit definieert het door het filter geblokkeerde spectrale gebied.
Overgangsbereik (Kantbreedte): het golflengteinterval waarin het filter overgaat van hoge doorstraling naar hoge blokkering (of omgekeerd), gemeten tussen gespecificeerde doorstralingspunten (bv.,Dit bepaalt de scherpte van de rand.
Optische dichtheid (OD): een cruciale maat voor de lichtblokkerende prestaties van een filter.Een hoge OD-waarde duidt op een zeer lage doorlaatbaarheid (hoge blokkering), terwijl een lage OD-waarde een hogere doorlaatbaarheid aangeeft.0Een overdosis.3Het is duidelijk dat de doorstraling aanzienlijk afneemt naarmate de OD toeneemt.
(1) Relatie tussen OD en doorstraling: naarmate de optische dichtheid (OD) toeneemt, neemt de doorstraling aanzienlijk af. Dit betekent dat naarmate de OD van een filter toeneemt, het vermogen om licht te blokkeren toeneemt,resulterend in een lagere doorlaatbaarheidDit verschijnsel wordt intuïtief aangetoond in figuur 3.
Dichroïsch filter: een type filter dat licht selectief kan verzenden of reflecteren op basis van de golflengte (zie figuur 4).Het zendt een specifiek golflengtebereik door terwijl het andere golflengten reflecteert of absorbeertDit type is zeer gebruikelijk in longpass- en shortpass-toepassingen.
Figuur 4: Coating kenmerken van een dichroïsch filter.
Cut-On-golflengte (λcut-on): voor een Longpass-filter is dit de golflengte waarbij de doorstraling 50% bereikt.
Figuur 5: Cut-On-golflengte voor langpasfilter.
Cut-Off-golflengte (λcut-off): voor een Shortpass-filter is dit de golflengte waarbij de doorstraling daalt tot 50%. Geïdentificeerd als λcut-off in figuur 6.
Figuur 6: Afsnijgolflengte voor kortpasfilter.
De parameters voor de golflengte van het afsnijden zijn bijzonder belangrijk bij het bespreken van de prestaties van de Shortpass-filters.in figuur 6 als λcut-off aangeduid, die essentiële informatie bevat voor het begrijpen van de prestaties van het filter.
Absorptieve filters: Gebruik de absorptie eigenschappen van een gekleurd glas substraat om het licht te blokkeren. This type excels at handling noise caused by stray light within a system and is angle-insensitive – meaning their transmission and absorption properties remain consistent regardless of the angle of incident light.
Dichroïsche (interferentie) filters: werken door ongewenste golflengten te reflecteren en het gewenste spectrale deel over te brengen.Dit mechanisme is wenselijk in toepassingen waar licht moet worden gescheiden door golflengte in verschillende padenDeze filters functioneren door dunne filmcoatings te gebruiken die bestaan uit lagen materialen met verschillende brekingsindices om constructieve en destructieve interferentie van lichtgolven te creëren.
Lichtgolven die afwijken van de interfaces tussen de lagen interfereren.andere destructieve inmenging en worden gereflecteerd (figuur 7).
Figuur 7: Meerlaagse structuur van afwisselende materialen met een hoge en een lage brekingsindex die op een glassubstraat zijn afgezet.
In tegenstelling tot absorptieve filters zijn dichroïsche filters zeer hoekgevoelig.Het verhogen van de inslaghoek verschuift de transmissie van het filter naar kortere golflengten (e.bv. blauwe verschuiving), terwijl de hoek afneemt, verschuift deze naar langere golflengten (bv. rode verschuiving).
Traditionele coating (meerdere holtes):Deze gecoate substraten worden vervolgens samengeperst tot een enkel, dik filterelement.voor complexe filters, kunnen stapels vele malen worden herhaald (bijv. 100+ lagen per zijde in totaal).Deze techniek resulteert in dikkere filters met een verminderde doorstraling omdat licht wordt geabsorbeerd en/of gereflecteerd op elke ondergrondinterface en cementlaag..
Hard-Sputtered / Ion-Assisted Deposition (IAD):Alle vereiste coatingschichten (vaak meer dan 100 lagen per zijde) worden op één substraat gelegd.Dit resulteert in een dunner filter met een aanzienlijk hogere doorstroming, omdat licht alleen door één substraat gaat en verliezen van cementlagen wordt voorkomen.De voordelen zijn onder meer een verbeterde transmissie, verbeterde milieustabiliteit en een langere levensduur.
Figuur 8: Vergelijking van traditionele (multi-substraat, gecementiseerde) filters (links) tegenover hard gespotte (enkel-substraat) filters (rechts).De doorstroming van het traditionele filter neemt af met de toevoeging van ondergronden en cementlagenHet hardsputterfilter bereikt een hogere transmissie door gebruik te maken van één substraat.
Bandpassfilters:Feature zeer smalle band (bv. <2nm, 10nm) of breedband (bv. 50nm, 80nm) transmissie over het substraat.Het kiezen van hard-sputtered (IAD) bandpassfilters verhoogt de piektransmissie op de doelgolflengte aanzienlijk.
Longpass (LP) filters:Verzenden van alle golflengten die langer zijn dan een specifieke Cut-On-golflengte (λcut-on).
Shortpass (SP) filters:Verzenden van alle golflengten korter dan een specifieke Cut-Off-golflengte (λcut-off).
met een vermogen van meer dan 50 WVerzendt zichtbaar licht en absorbeert infrarood (IR) straling.Gebruikt in architectonische en automotive toepassingen voor thermische regelingFungeert ook als een shortpass filter.
Koudspiegels:Een type dichroïsch filter met een hoge reflectie in het zichtbare spectrum en een hoge transmissie in het infrarood (IR).Ideaal voor toepassingen waarbij de opgewekte warmte schade of nadelige effecten kan veroorzaken (e).g., verlichting van warmtegevoelige monsters).
Hot Mirrors:Een type dichroïsch filter met een hoge reflectiviteit in het infrarood (IR) spectrum en een hoge doorstraling in het zichtbare.Veel gebruikt in projectie- en verlichtingssystemen om warmte te verwijderen.
Notchfilters:Ontworpen om alle golflengten te verzenden, behalve een vooraf geselecteerde, volledig geblokkeerde band (de "notch").
Filters voor gekleurd substraat (absorptief):Gecreëerd met behulp van substraatverwerking (bijv. gekleurd glas, plastic). Toon karakteristieke absorptie / transmissieprofielen over specifieke spectrumgebieden. Vaak gebruikt als longpass- of bandpassfilters.Hun transmissie-/blokkerende randen zijn minder scherp dan gecoate filters, maar zijn hoekgevoelig.
Dichroïsche filters:Het bereik van de gewenste transmissie/reflectie in specifieke spectraalbanden door middel van dunne filmcoating.Meer hoekgevoelig dan absorptiefilters, maar over het algemeen minder gevoelig dan complexe interferentie bandpass/notch filters.
Filters met neutrale dichtheid (ND):ontworpen om de lichtintensiteit gelijkmatig te verminderen (in het UV-, zichtbare- of IR-spectrum) zonder de spectraalbalans aanzienlijk te veranderen.
Absorptieve ND: werkt door niet-doorgezonden licht te absorberen.
Reflectieve ND: werkt door niet-doorgezonden licht terug te reflecteren langs het incidentpad.Gebruikt voor de bescherming van camera's/detectoren tegen fel licht of overexpositie.
Contactpersoon: Mr. Dai
Tel.: +86-13764030222
Fax: 86-21-58508295