Τι είναι τα οπτικά φίλτρα;

Τα οπτικά φίλτρα είναι μια συσκευή που εκπέμπει επιλεκτικά φως διαφορετικών μηκών κύματος, συνήθως μια επίπεδη γυάλινη ή πλαστική συσκευή στην οπτική διαδρομή, που είναι λεκιασμένη ή έχει επίστρωση παρεμβολής. Οι οπτικές ιδιότητες των φίλτρων περιγράφονται εξ ολοκλήρου από την απόκριση συχνότητάς τους, η οποία προσδιορίζει ότι το πλάτος και η φάση κάθε στοιχείου συχνότητας του σήματος εισόδου τροποποιούνται μέσω του φίλτρου.

Τα οπτικά φίλτρα εκπέμπουν επιλεκτικά φως σε ένα συγκεκριμένο εύρος μήκους κύματος, δηλαδή διαφορετικά χρώματα ενώ μπλοκάρουν το υπόλοιπο κύμα. Μπορούν συνήθως να μπλοκάρουν μεγαλύτερα και μικρότερα μήκη κύματος (περατότητα ζώνης) μόνο μέσω μεγάλων μηκών κύματος (μεγάλο πέρασμα), μικρού μήκους κύματος (μικρό πέρασμα) ή ζώνες μήκους κύματος. Η ζώνη διέλευσης μπορεί να είναι στενότερη ή ευρύτερη. Η μετάβαση μεταξύ των μέγιστων και ελάχιστων κορυφών μπορεί να είναι απότομη ή ήπια.

Χρησιμοποιούνται συνήθως στη φωτογραφία (όπου χρησιμοποιούνται περιστασιακά φίλτρα ειδικών εφέ και φίλτρα απορρόφησης), σε πολλά οπτικά όργανα και στον έγχρωμο φωτισμό σκηνής. Στην αστρονομία, τα οπτικά φίλτρα χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό της μετάδοσης φωτός στις φασματικές ζώνες ενδιαφέροντος και απαιτούνται επίσης φίλτρα σε εφαρμογές φθορισμού όπως η μικροσκοπία φθορισμού και η φασματοσκοπία φθορισμού.

Ταξινόμηση οπτικών φίλτρων

Μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους. Το φίλτρο είναι ένα από αυτά. Τα φίλτρα μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από αέριο ή διάλυμα. Το φίλτρο είναι ένα κοινό φίλτρο, σύμφωνα με τα φασματικά χαρακτηριστικά που χωρίζονται σε φίλτρο ζώνης διέλευσης και φίλτρο αποκοπής. Η φασματική ανάλυση χωρίζεται σε φίλτρο απορρόφησης και φίλτρο παρεμβολής. Χρησιμοποιείται κυρίως ως βοηθητική διασπορά, όπως σε φασματόμετρα πλέγματος που χρησιμοποιούνται ως διαχωριστής φασματικής στάθμης για την εξάλειψη της φασματικής επικάλυψης κατώτερης τάξης. Ο μονοχρωμάτης χρησιμοποιεί ένα φίλτρο παρεμβολής για να διαχωρίσει το φως σε ένα πολύ στενό εύρος ζώνης.

Φίλτρο απορρόφησης

Τα φίλτρα απορρόφησης είναι συνήθως κατασκευασμένα από γυαλί με προσθήκη διαφόρων ανόργανων ή οργανικών ενώσεων. Αυτές οι ενώσεις απορροφούν ορισμένα μήκη κύματος φωτός και μεταδίδουν άλλα. Οι ενώσεις μπορούν επίσης να προστεθούν σε πλαστικά (συνήθως πολυανθρακικά ή ακρυλικά) για την παραγωγή φίλτρων γέλης, τα οποία είναι ελαφρύτερα και φθηνότερα από τα φίλτρα με βάση το γυαλί.

Διχρωικό φίλτρο (φίλτρο παρεμβολών)

Τα διχρωικά φίλτρα (γνωστά και ως "ανακλαστικά" φίλτρα "λεπτής μεμβράνης" ή "παρεμβολών") μπορούν να κατασκευαστούν με την επίστρωση ενός γυάλινου υποστρώματος με μια σειρά οπτικών επικαλύψεων. Τα διχρωικά φίλτρα συνήθως αντανακλούν το ανεπιθύμητο μέρος του φωτός και μεταδίδουν το υπόλοιπο.

Τα διχρωμικά φίλτρα υιοθετούν την αρχή της παρεμβολής. Τα στρώματά τους σχηματίζουν μια συνεχή σειρά ανακλαστικών κοιλοτήτων που συντονίζονται με το επιθυμητό μήκος κύματος. Όταν οι κορυφές και τα κατώτατα όρια επικαλύπτονται, άλλα μήκη κύματος εξαλείφονται ή αντανακλώνται καταστροφικά.

Τα διχρωικά φίλτρα είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για ακριβείς επιστημονικές εργασίες, επειδή το ακριβές εύρος χρωμάτων τους μπορεί να ελεγχθεί από το πάχος και τη σειρά της επίστρωσης. Συνήθως είναι πολύ πιο ακριβά και πιο ευαίσθητα από τα φίλτρα απορρόφησης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές όπως τα διχρωικά πρίσματα για κάμερες για να διαχωρίζουν τις δέσμες φωτός σε διαφορετικά χρωματιστά εξαρτήματα.

Το συμβολόμετρο Fabry-Perot βασίζεται σε αυτήν την αρχή. Χρησιμοποιεί δύο καθρέφτες για να δημιουργήσει ένα αντηχείο. Το μήκος κύματος από το οποίο διέρχεται είναι πολλαπλάσιο της συχνότητας συντονισμού της κοιλότητας. Μια άλλη παραλλαγή είναι ένας διαφανής κύβος ή ίνα του οποίου το γυαλισμένο άκρο σχηματίζει έναν καθρέφτη συντονισμένο ώστε να αντηχεί με ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως για τον διαχωρισμό καναλιών σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιώντας WDM πάνω από οπτικές ίνες μεγάλων αποστάσεων.

Bandpass φίλτρο

Τα φίλτρα διέλευσης ζώνης εκπέμπουν μόνο μία ζώνη μήκους κύματος και μπλοκάρουν τις άλλες. Το πλάτος του φίλτρου εκφράζεται ως το εύρος των μηκών κύματος από το οποίο επιτρέπεται να περάσει και μπορεί να είναι από πολύ μικρότερο από angstroms έως αρκετές εκατοντάδες νανόμετρα. Αυτό το φίλτρο μπορεί να κατασκευαστεί συνδυάζοντας ένα φίλτρο LP και ένα φίλτρο SP.

Παραδείγματα φίλτρων ζώνης είναι το φίλτρο Lyot και το συμβολόμετρο Fabry-Perot. Τα δύο φίλτρα μπορούν επίσης να μετατραπούν σε συντονίσιμα φίλτρα έτσι ώστε το κεντρικό μήκος κύματος να μπορεί να επιλεγεί από τον χρήστη. Τα φίλτρα ζώνης χρησιμοποιούνται συχνά στην αστρονομία για να διευκολύνουν τους ανθρώπους να παρατηρούν φασματικές γραμμές που έχουν συσχετίσεις.

Βραχυπερατό φίλτρο

Ένα φίλτρο βραχείας διέλευσης (SP) είναι ένα φίλτρο οπτικής παρεμβολής ή έγχρωμου γυαλιού που εξασθενεί μεγαλύτερα μήκη κύματος και μεταδίδει (μέσω) μικρότερα μήκη κύματος εντός του ενεργού εύρους του φάσματος στόχου (συνήθως τις υπεριώδεις και ορατές περιοχές). Στη μικροσκοπία φθορισμού, τα φίλτρα βραχείας διέλευσης χρησιμοποιούνται συχνά σε διχρωικούς καθρέφτες και φίλτρα διέγερσης.

Φίλτρο μακράς διέλευσης

Τα φίλτρα μακράς διέλευσης (LP) είναι φίλτρα οπτικής παρεμβολής ή έγχρωμου γυαλιού που εξασθενούν μικρότερα μήκη κύματος και μεταδίδουν (μέσω) μεγαλύτερα μήκη κύματος στο ενεργό εύρος του φάσματος στόχου (υπεριώδη, ορατό ή υπέρυθρο). Στη μικροσκοπία φθορισμού, τα μακροπερατά φίλτρα χρησιμοποιούνται συχνά σε χρωματικούς καθρέφτες και φίλτρα μπλοκαρίσματος (εκπομπής).

Τα φίλτρα διακρίνονται από φασματικές ζώνες

Τα φίλτρα χωρίζονται σε:από το μήκος της κατανομής του φάσματος(δηλαδή η περιοχή του φάσματος):

Φίλτρο υπεριώδους

Φίλτρο ορατού φωτός

Φίλτρο εγγύς υπέρυθρο

Φίλτρο υπέρυθρων

Φίλτρο μακρινής υπέρυθρης ακτινοβολίας

Το εύρος φασματικών μηκών κύματος έχει ως εξής:

Φίλτρα UV 180~400nm

Φίλτρο ορατού φωτός 400~700nm

Φίλτρο εγγύς υπέρυθρο 700~3000nm

Φίλτρο υπερύθρων 3000nm~10um

Ο ρόλος των φίλτρων στην οπτική απεικόνιση

1. Βελτιώστε την αναγνώριση χρωμάτων και τη διάκριση αντικειμένων.

2. Βελτιώστε την αντίθεση για να δείτε καλύτερα τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά.

3. Βελτιώστε την ανάλυση του φακού μειώνοντας το εύρος μήκους κύματος της απεικόνισης.

4, μπορεί να εξαλείψει το έντονο φως και τα καυτά σημεία που παράγονται από την επιφάνεια υψηλής ανάκλασης

Στοιχεία επικοινωνίας:

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ιδέες, μη διστάσετε να μιλήσετε μαζί μας. Ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται οι πελάτες μας και ποιες είναι οι απαιτήσεις μας, θα ακολουθήσουμε τον στόχο μας να παρέχουμε στους πελάτες μας υψηλή ποιότητα, χαμηλές τιμές και την καλύτερη εξυπηρέτηση.