濾光片(Filter)是一種用于選擇性地透過(guò)或阻擋特定波長(zhǎng)光線的光學(xué)元件。相比于光柵和棱鏡,濾光片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,適用于固定波長(zhǎng)篩選,但需要選擇特定波長(zhǎng)。廣泛應(yīng)用于成像、光譜分析、照明、傳感等領(lǐng)域,也成為鑒知技術(shù)光纖光譜儀的重要組成部分。
1. 濾光片的分類
(1)按光譜特性分類
類型 | 圖片 | 作用 | 典型應(yīng)用 |
帶通濾光片 Bandpass | 僅允許某一波段的光通過(guò) (如450-500nm可通過(guò)) | 熒光顯微鏡、光譜儀 | |
長(zhǎng)通濾光片 Longpass | 阻擋短波光,透過(guò)長(zhǎng)波光 (如>500nm可通過(guò)) | 熒光檢測(cè)、紅外成像 | |
短通濾光片 Shortpass | 阻擋長(zhǎng)波光,透過(guò)短波光 (如<500nm可通過(guò)) | UV檢測(cè)、激光防護(hù) | |
陷波濾光片 Notch | 阻擋特定窄波段 (如阻擋激光532nm) | 拉曼光譜、激光抑制 | |
中性密度濾光片 ND Filter | 均勻衰減所有波長(zhǎng)的光 | 攝影、強(qiáng)光衰減 |
(2)按工作原理分類
· 吸收型濾光片:利用材料吸收特定波長(zhǎng)(如彩色玻璃,塑料濾光片)。
· 干涉型濾光片:通過(guò)多層薄膜反射和相消干涉實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇(精度更高)。
· 二向色濾光片:結(jié)合吸收和干涉特性,分離激發(fā)光和發(fā)射光,反射某些光,透射另一些光(常用于分光系統(tǒng)),鑒知技術(shù)的光纖探頭中常采用此濾光片實(shí)現(xiàn)分光特性。
2. 濾光片的核心參數(shù)
· 中心波長(zhǎng)(CWL):帶通濾光片的透過(guò)率最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。
· 半高寬(FWHM):透射率≥50%的波長(zhǎng)范圍(如±10nm)。
· 截止深度(OD值):阻擋波長(zhǎng)的衰減程度(如OD4表示透光率≤0.01%)。
· 透過(guò)率(T%):目標(biāo)波長(zhǎng)即可透過(guò)波段的光的透射能力,通常用百分比表示(如>90%)。
3. 濾光片應(yīng)用場(chǎng)景
(1)成像
· 相機(jī)濾鏡:
UV濾光片:減少大氣散射,提高遠(yuǎn)景清晰度。
紅外濾光片:用于天文或安防監(jiān)控(捕捉熱輻射)。
· 顯微鏡:
熒光濾光片組(激發(fā)片+發(fā)射片+二向色鏡),分離特定熒光信號(hào)。
(2)光譜分析
· 光纖光譜儀:濾除雜散光,提高信噪比。
· 拉曼光譜:用陷波濾光片抑制激光瑞散射。
(3)工業(yè)檢測(cè)
· 機(jī)器視覺(jué):用特定顏色濾光片增強(qiáng)對(duì)比度(如檢測(cè)PCB焊點(diǎn))。
· 激光加工:防護(hù)濾光片阻擋有害激光(如1064nm)。
4. 如何選擇合適的濾光片?
1. 明確目標(biāo)波長(zhǎng):需要透過(guò)的光(如450nm熒光)和需要阻擋的光(如激發(fā)光430nm)。
2. 確定帶寬:窄帶(<10nm)用于高精度檢測(cè),寬帶(>50nm)用于通用濾波。
3. 環(huán)境需求:耐高溫、抗激光損傷(如高功率激光濾光片)。
5、鑒知技術(shù)光纖光譜儀
鑒知技術(shù)SR100B/SR100Z/SR100Q/SR150S 科研級(jí)光纖光譜儀,采用LVF線性漸變?yōu)V光片,消除高階干擾的設(shè)計(jì)方案,具備高靈敏度,高信噪比,高分辨率的特性。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用光纖光譜儀、醫(yī)用內(nèi)窺鏡以及光學(xué)檢測(cè)設(shè)備等。
鑒知技術(shù)使用的長(zhǎng)波通線性漸變?yōu)V光片采用連續(xù)鍍膜的方式, 基于多層楔形薄膜結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)空間連續(xù)變化的濾光特性??筛鶕?jù)色散需求調(diào)節(jié)薄膜斜率從而獲得目標(biāo)線性變化率。長(zhǎng)波通線性漸變?yōu)V光片具備高集成度的分光能力,在光譜儀器的小型化,輕量化設(shè)計(jì)中具備不可替代的優(yōu)勢(shì)。
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