技术文章您现在的位置:首页 > 技术文章 > 滤光片分类介绍以及如何选择
滤光片分类介绍以及如何选择
更新时间:2024-04-17   点击次数:224次

滤光片是用来选取所需辐射波段的光学器件,可针对性选择光谱波长透过、反射、截止、衰减。应用十分广泛,常用于显微镜、光谱学、化学分析和机器视觉等。

如何选择合适的滤光片一直是我们在研究中需要考虑的问题,通常我们按这样的思路来进行选型:一是通过目标功能来选择滤光片的类型,二是通过目标性能来选择具体的产品。


一、滤光片类型

滤光片产品主要按制作原理、光谱特性、应用特点等方式分类。

-------根据滤光片的原理,可分为吸收型和干涉型两类。

1、吸收型滤光片(Barrier filter)

吸收型滤光片是在树脂或玻璃材料中混入特殊染料制成,根据对不同波长光吸收的能力不同,就可以起到滤波的作用效果。带颜色的玻璃滤光片在市场上的普及z广。

其优点是稳定、均匀、具有良好的光束质量,无需镀膜,而且制造成本低廉,但是它的存在通带比较大的缺点,通常很少有低于30nm 的,透过率有限。

image.png

2、干涉滤光片(Bandpass interference filters)

干涉型滤光片通过在基片上镀制多层折射率高低交替的光学薄膜制成,形成多级串联的法布里-珀luo干涉仪。利用干涉原理从而让特定光谱范围的光波透过。镀膜可以实现多种功能,达到较高的透过率,但成本有所增加。

目前干涉型滤光片的种类更多,应用相对更广。其中应用比较多的干涉滤光片有带通滤光片、长通滤光片、短通滤光片、二向色滤光片等。常用于显微镜、光谱学、化学分析和机器视觉。

image.png

-------根据滤光片对光谱的调制特性,通常可以分为带通滤光片、陷波滤光片、截止(边通)滤光片、二向色镜、中性密度滤光片等。

1、带通滤光片:(Bandpass Filters):

只可以使某个特定波长或波段的光透射过,通带之外的光被反射或吸收不能够透过。

10nm 或更低的 FWHM 被认为是窄带,通常用于激光净化和化学检测。 25-50nm 的FWHM 经常用于机器视觉应用;超过50nm 的FHWM 被认为是宽带,通常用于荧光显微镜应用。

image.png

2、陷波滤光片(Notch Filters)

陷波滤光片只阻挡特定波段的光,而允许其他波段的光透射。也叫带阻滤光片。

陷波滤光片一般用于隔离激光,比如为了增强拉曼信噪比,可以在探测通道中用陷波滤光片隔离泵浦激光,否则微弱的拉曼信号可能被淹没。另外,陷波滤光片还常用于基于激光的荧光仪器和生物激光系统。

image.png

3、边通滤光片

也称截止滤光片(Cut-off filter),能使特定波长一侧的光透射,另一侧的光被反射或吸收。将光谱分为两个区域,一个区的光不能通过称此区为截止区,而另一个区的光能够充分通过称为通带区。边通滤光片分为长波通滤光片和短波通滤光片。

长波通滤光片(Longpass Filter): 是指特定的波长范围内,长波方向是透过的,而短波方向是截止的,起到隔离短波的作用。

短波通滤光片(Shortpass Filter): 是指特定的波长范围内,短波方向是透过的,而长波方向是截止的,起到隔离长波的作用。image.png

4、二向色镜(Dichroic filter)

二向色镜在45°入射情况下使用,能使特定波长一侧的光透射,另一侧的光被反射,除此之外,二向色镜可以同时实现分光/合束功能。也分为长波通二向色镜和短波通二向色镜。

典型应用:

荧光显微镜

•两束不同波长的光束的分束或合束

滤除光谱的某个波段

image.png

image.png

5 中性密度滤光片(Neutral Density Filters)

也称为衰减片,中灰密度镜,简称ND 镜。

中性密度滤光片在正入射情况下使用,可对工作波长范围内的光同时实现衰减功能,降低光能量。这种滤光作用是非选择性的,也就是说,ND 镜对各种不同波长的光线的减少能力是同等的、均匀的,只起到减弱光线的作用,而对原物体的颜色不会产生任何影响,因此可以真实再现景物的反差。

ND 滤光片通常由其光密度(OD)定义,其描述了滤光片阻挡的能量量。高光密度值表示透射率非常低,低光密度表示高透射率。ND 滤光片可以堆叠以实现定制的光密度。要计算最终系统OD,只需将每个滤光片的OD 相加。

ND 滤光片有两种类型:反射型和吸收型。反射型 ND 滤光片由薄膜光学涂层组成,通常为金属涂层,已应用于玻璃基底上。该涂层可针对特定波长范围(如UV-VIS 或NIR)进行优化。薄膜涂层主要将光反射回光源。应特别注意确保反射光不会干扰系统设置。吸收型ND 滤光片利用玻璃基板吸收特定百分比的光。


ND 滤光片通常用于防止强光源使相机的传感器或光学元件损伤。

image.png

总结:

若只需要某波长通过,选带通滤光片。

若只需要某波长不通过,选陷波滤光片。

若需要某波长一侧通过而另一侧不通过,选边通滤光片或二向色镜。若同时有分

光/合束需求,则选二向色镜。

若需要与波长无关的光衰减功能,选中性密度滤光片。


青岛森泉光电有限公司

青岛森泉光电有限公司

地址:山东省青岛市黄岛区峨眉山路396号光谷软件园57号楼501

青岛森泉光电有限公司 版权所有 备案号:鲁ICP备18050584号-2  总访问量:151249  站点地图  技术支持:化工仪器网  管理登陆