Différents types de filtres et spécifications clés

Différents types de filtres et spécifications clés

En principe, les filtres optiques peuvent être divisés en plusieurs types, et ces différents types de filtres optiques sont présentés ci-dessous.

1. Filtre d'absorption : Le filtre d'absorption est fabriqué en mélangeant des colorants spéciaux dans des matériaux en résine ou en verre.Selon sa capacité à absorber la lumière de différentes longueurs d'onde, il peut jouer le rôle de filtrage.Les filtres en verre coloré sont les plus utilisés sur le marché.Ses avantages sont la stabilité, l'uniformité, la bonne qualité du faisceau et le faible coût de fabrication, mais il présente l'inconvénient d'une bande passante relativement importante, rarement inférieure à 30 nm.

2. Filtre interférentiel : le filtre interférentiel adopte la méthode de revêtement sous vide et une couche de film optique d'une épaisseur spécifique est appliquée sur la surface du verre.Habituellement, un morceau de verre est constitué de films multicouches et le principe d'interférence est utilisé pour obtenir Permet aux ondes lumineuses dans une plage spectrale spécifique de passer à travers.Il existe de nombreux types de filtres interférentiels et leurs domaines d'application sont également différents.Parmi eux, les filtres interférentiels les plus largement utilisés sont les filtres passe-bande, les filtres de coupure et les filtres dichroïques.

(1) Les filtres passe-bande ne peuvent transmettre que la lumière d'une longueur d'onde spécifique ou d'une bande étroite, et la lumière en dehors de la bande passante ne peut pas passer.Les principaux indicateurs optiques des filtres passe-bande sont : la longueur d'onde centrale (CWL), la demi-bande passante (FWHM) et la transmission (T%).Selon la taille de la bande passante, celle-ci peut être divisée en filtres à bande étroite avec une bande passante inférieure à 30 nm ;filtres à large bande avec une bande passante de plus de 60 nm.

(2) Le filtre de coupure (filtre de coupure) peut diviser le spectre en deux régions.La lumière dans une région ne peut pas traverser cette région, appelée région de coupure, tandis que la lumière dans l'autre région peut la traverser entièrement, appelée région de bande passante.Les filtres de coupure typiques sont les filtres passe-haut et les filtres passe-bas.Filtre passe-ondes longues: fait référence à une plage de longueurs d'onde spécifique, la direction des ondes longues est transmise et la direction des ondes courtes est coupée, ce qui joue le rôle d'isoler les ondes courtes.Filtre passe-ondes courtes: Le filtre passe-ondes courtes fait référence à une plage de longueurs d'onde spécifique, la direction des ondes courtes est transmise et la direction des ondes longues est coupée, ce qui joue le rôle d'isoler les ondes longues.

(3) Le filtre dichroïque (filtre dichroïque) peut sélectionner une petite gamme de couleurs qui souhaitent laisser passer la lumière en fonction des besoins et refléter d'autres couleurs.Il existe d'autres types de filtres : les filtres à densité neutre (filtres à densité neutre), également appelés films d'atténuation, sont utilisés pour empêcher les fortes sources de lumière d'endommager le capteur ou les composants optiques de la caméra, et peuvent absorber ou réfléchir la lumière qui n'a pas été absorbée. .La partie de la lumière transmise qui réduit uniformément la transmission dans une certaine partie du spectre.

La fonction principale des filtres de fluorescence est de séparer et de sélectionner les spectres de bande caractéristiques de la lumière d'excitation et de la fluorescence émise des substances dans le système d'inspection et d'analyse de fluorescence biomédicale.C'est un composant clé utilisé dans les instruments biomédicaux et des sciences de la vie.

Les filtres d'astronomie sont une sorte de filtre utilisé pour réduire l'influence de la pollution lumineuse sur la qualité de la photo pendant le processus de prise de photos astronomiques.

Les filtres à densité neutre sont généralement divisés en absorbants et réfléchissants.Le filtre à densité neutre réfléchissant adopte le principe d'interférence à couche mince pour transmettre une partie de la lumière et refléter l'autre partie de la lumière (généralement n'utilise plus ces lumière réfléchie), cette lumière réfléchie est facile à former de la lumière parasite et à réduire la précision expérimentale Veuillez donc utiliser le collecteur de lumière de la série ABC pour collecter la lumière réfléchie.Les filtres absorbants à densité neutre se réfèrent généralement au matériau lui-même ou après le mélange de certains éléments dans le matériau, qui absorbent certaines longueurs d'onde spécifiques de la lumière, mais n'ont pas ou peu d'effet sur les autres longueurs d'onde de la lumière.Généralement, le seuil d'endommagement des filtres absorbants à densité neutre est plus bas, et après une utilisation à long terme, il peut y avoir une génération de chaleur, il faut donc faire attention lors de leur utilisation.

Spécifications clés des filtres optiques

Bande passante : La gamme de longueurs d'onde que la lumière peut traverser s'appelle la bande passante.

Bande passante (FWHM) : la bande passante est une plage de longueurs d'onde utilisée pour représenter une partie spécifique du spectre traversant le filtre à travers l'énergie incidente, exprimée par la largeur à la moitié de la plus grande transmittance, également appelée demi-largeur, en nm.Par exemple : la transmission maximale du filtre est de 80 %, puis 1/2 est de 40 %, et les longueurs d'onde gauche et droite correspondant à 40 % sont de 700 nm et 750 nm, et la demi-bande passante est de 50 nm.Ceux dont la demi-largeur est inférieure à 20 nm sont appelés filtres à bande étroite, et ceux dont la demi-largeur est supérieure à 20 nm sont appelés filtres passe-bande ou filtres passe-bande large.

Longueur d'onde centrale (CWL) : fait référence à la longueur d'onde de transmission maximale d'un filtre passe-bande ou à bande étroite, ou à la longueur d'onde de réflexion maximale d'un filtre coupe-bande, le point médian entre la demi-longueur d'onde de la transmission maximale, c'est-à-dire la bande passante. Le point médian de est appelée la longueur d'onde centrale.

Transmittance (T) : Il s'agit de la capacité de passage de la bande cible, exprimée en pourcentage, par exemple : le pic de transmission du filtre (Tp) > 80 %, fait référence à la lumière qui peut traverser le filtre après atténuation.Lorsque la valeur maximale est supérieure à 80 %, plus la transmission est élevée, meilleure est la capacité de transmission de la lumière.Plage de coupure : elle est utilisée pour représenter l'intervalle de longueur d'onde de la région spectrale d'énergie perdue par le filtre, c'est-à-dire la plage de longueur d'onde en dehors de la bande passante.Taux de coupure (bloc) : la transmission correspondant à la longueur d'onde dans la plage de coupure, également connue sous le nom de profondeur de coupure, est utilisée pour décrire le degré de coupure du filtre.Il est impossible que la transmission de la lumière atteigne 0. Ce n'est qu'en rendant la transmission du filtre proche de zéro que le spectre indésirable peut être mieux coupé.Le taux de coupure peut être mesuré par la transmittance et peut également être exprimé par la densité optique (OD).La relation de conversion entre celle-ci et la transmittance (T) est la suivante : OD=log10(1/T) Largeur de bande de transition : selon le filtre La profondeur de coupure est différente, et la plus grande largeur spectrale autorisée entre la coupure de filtre spécifiée- hors profondeur et la position 1/2 du pic de transmission.Inclinaison des bords : c'est-à-dire [(λT80-λT10)/λT10] *

Haute réflectance (HR) : La majeure partie de la lumière traversant le filtre est réfléchie.

Transmission élevée (HT) : la transmission est élevée et la perte d'énergie de la lumière traversant le filtre est très faible.Angle d'incidence : L'angle entre la lumière incidente et la normale de la surface du filtre est appelé angle d'incidence.Lorsque la lumière est incidente verticalement, l'angle d'incidence est de 0°.

Ouverture effective : La zone physique qui peut être utilisée efficacement dans les dispositifs optiques est appelée l'ouverture effective, qui est généralement similaire à la taille d'apparence du filtre, concentrique et légèrement plus petite.Longueur d'onde de départ : la longueur d'onde de départ fait référence à la longueur d'onde correspondant au moment où la transmission augmente à 1/2 du pic dans le filtre passe-longueur, et parfois elle peut être définie comme 5 % ou 10 % du pic dans la bande- filtre passe La longueur d'onde correspondant à la transmission.

Longueur d'onde de coupure : la longueur d'onde de coupure fait référence à la longueur d'onde correspondant au moment où la transmission dans le filtre passe-onde court est réduite à la moitié de la valeur de crête.Dans le filtre passe-bande, il peut parfois être défini comme une transmission maximale de 5 % ou 10 %.La longueur d'onde correspondant au taux de réussite.

Spécifications de surface et paramètres dimensionnels des filtres Qualité de surface

La qualité de surface du filtre présente principalement des défauts tels que des rayures et des piqûres sur la surface.Les spécifications les plus couramment utilisées pour la qualité de surface sont les rayures et les piqûres spécifiées par MIL-PRF-13830B.Le nom des fosses est calculé en divisant le diamètre de la fosse en microns par 10, généralement la spécification de la fosse à gratter sera appelée qualité standard dans la plage de 80 à 50 ;la qualité dans la gamme de 60 à 40 ;et la plage de 20 à 10 sera considérée comme une qualité de haute précision.

Qualité de surface : La qualité de surface est une mesure de la précision de surface.Il est utilisé pour mesurer la déviation de plans tels que des miroirs, des fenêtres, des prismes ou des miroirs plats.L'écart de douceur est généralement mesuré par la valeur d'ondulation (λ), qui est composée de sources de test avec plusieurs longueurs d'onde, une bande correspond à 1/2 longueur d'onde et la douceur est de 1λ, ce qui représente le niveau de qualité général ;le lissage est λ/4, qui représente le niveau de qualité ;le lissé est λ/20, représente un niveau de qualité de haute précision.

Tolérance : La tolérance du filtre est principalement sur la longueur d'onde centrale et la demi-bande passante, de sorte que la plage de tolérance du produit filtrant est indiquée.

Tolérance de diamètre : En général, l'influence de la tolérance du diamètre du filtre n'est pas grande lors de l'utilisation, mais si le dispositif optique doit être monté sur le support, la tolérance de diamètre doit être prise en compte.Habituellement, la tolérance de diamètre en (±0,1 mm) est appelée qualité générale, (±0,05 mm) est appelée qualité de précision et (±0,01 mm) est appelée qualité élevée.

Tolérance d'épaisseur centrale : L'épaisseur centrale est l'épaisseur de la partie centrale du filtre.Habituellement, la tolérance d'épaisseur centrale (±0,2 mm) est appelée qualité générale, (±0,05 mm) est appelée qualité de précision et (±0,01 mm) est appelée haute qualité.