Çeşitli Filtre Türleri ve Temel Özellikler

Çeşitli Filtre Türleri ve Temel Özellikler

Prensip olarak, optik filtreler birkaç türe ayrılabilir ve bu farklı optik filtre türleri aşağıda tanıtılmaktadır.

1. Emme filtresi: Absorpsiyon filtresi, özel boyaların reçine veya cam malzemelere karıştırılmasıyla yapılır.Farklı dalga boylarındaki ışığı emme yeteneğine göre filtreleme rolü oynayabilir.Renkli cam filtreler piyasada en çok kullanılan filtrelerdir.Avantajları kararlı, düzgün, iyi ışın kalitesi ve düşük üretim maliyetidir, ancak nadiren 30nm'den düşük olan nispeten büyük geçiş bandı dezavantajına sahiptir.

2. Girişim filtresi: Girişim filtresi, vakumlu kaplama yöntemini benimser ve camın yüzeyinde belirli bir kalınlığa sahip bir optik film tabakası kaplanır.Genellikle bir cam parçası çok katmanlı filmlerden yapılır ve belirli bir spektral aralıktaki ışık dalgalarının geçmesine izin vermek için girişim ilkesi kullanılır.Birçok girişim filtresi türü vardır ve uygulama alanları da farklıdır.Bunlar arasında en yaygın kullanılan girişim filtreleri bant geçiren filtreler, kesme filtreleri ve dikroik filtrelerdir.

(1) Bant Geçiren Filtreler yalnızca belirli bir dalga boyundaki veya dar banttaki ışığı iletebilir ve geçiş bandının dışındaki ışık geçemez.Bant geçiren filtrelerin ana optik göstergeleri şunlardır: merkezi dalga boyu (CWL), yarım bant genişliği (FWHM) ve geçirgenlik (% T).Bant genişliğinin boyutuna göre, bant genişliği 30nm'den az olan dar bant filtrelere ayrılabilir;60nm'den fazla bant genişliğine sahip geniş bant filtreleri.

(2) Kesme filtresi (Kesme filtresi) spektrumu iki bölgeye ayırabilir.Bir bölgedeki ışık, kesme bölgesi adı verilen bu bölgeden geçemezken, diğer bölgedeki ışık, geçiş bandı bölgesi olarak adlandırılan bu bölgeden tamamen geçebilir.Tipik kesme filtreleri, uzun geçişli filtreler ve kısa geçişli filtrelerdir.Uzun dalga geçiş filtresi: belirli bir dalga boyu aralığını ifade eder, uzun dalga yönü iletilir ve kısa dalga yönü, kısa dalgayı izole etme rolünü oynayan kesmedir.Kısa dalga geçiş filtresi: Kısa dalga geçiş filtresi, belirli bir dalga boyu aralığını ifade eder, kısa dalga yönü iletilir ve uzun dalga yönü, uzun dalgayı izole etme rolünü oynayan kesimdir.

(3) Dichroic filtre (Dichroic filter), ihtiyaca göre ışığı geçirmek ve diğer renkleri yansıtmak isteyen küçük bir renk aralığı seçebilir.Diğer bazı filtre türleri de vardır: Zayıflatma filmleri olarak da bilinen Nötr Yoğunluk Filtreleri (Nötr Yoğunluk Filtreleri), güçlü ışık kaynaklarının kameranın sensörüne veya optik bileşenlerine zarar vermesini önlemek için kullanılır ve emilmemiş ışığı emebilir veya yansıtabilir. .Spektrumun belirli bir kısmında geçirgenliği eşit şekilde azaltan iletilen ışığın kısmı.

Floresans Filtrelerinin ana işlevi, biyomedikal floresans inceleme ve analiz sistemindeki maddelerin uyarma ışığının ve yayılan floresansın karakteristik bant spektrumlarını ayırmak ve seçmektir.Biyomedikal ve yaşam bilimi araçlarında kullanılan önemli bir bileşendir.

Astronomi Filtreleri, astronomik fotoğraflar çekme sürecinde ışık kirliliğinin fotoğraf kalitesi üzerindeki etkisini azaltmak için kullanılan bir filtre türüdür.

Nötr yoğunluk filtreleri genellikle emici ve yansıtıcı olarak ayrılır.Yansıtıcı nötr yoğunluk filtresi, ışığın bir kısmını iletmek ve ışığın diğer kısmını yansıtmak için ince film girişimi ilkesini benimser (genellikle bu yansıyan ışığı artık kullanmayın), bu yansıyan ışığın kaçak ışık oluşturması kolaydır ve deneysel doğruluğu azaltır , bu yüzden yansıyan ışığı toplamak için lütfen ABC serisi ışık toplayıcıyı kullanın.Emici nötr yoğunluk filtreleri genellikle malzemenin kendisine veya bazı belirli ışık dalga boylarını emen, ancak ışığın diğer dalga boyları üzerinde çok az etkisi olan veya hiç etkisi olmayan bazı elementler malzemeye karıştırıldıktan sonra ifade eder.Genel olarak, emici nötr yoğunluklu filtrelerin hasar eşiği daha düşüktür ve uzun süreli kullanımdan sonra ısı oluşumu olabilir, bu nedenle bunları kullanırken dikkatli olunmalıdır.

Optik Filtreler için Temel Özellikler

Geçiş Bandı: Işığın içinden geçebileceği dalga boyu aralığına geçiş bandı denir.

Bant Genişliği (FWHM): Bant genişliği, nm cinsinden yarı genişlik olarak da bilinen daha büyük geçirgenliğin yarısındaki genişlikle ifade edilen, gelen enerji yoluyla filtreden geçen spektrumun belirli bir bölümünü temsil etmek için kullanılan bir dalga boyu aralığıdır.Örneğin: filtrenin tepe geçirgenliği %80, sonra 1/2 %40 ve %40'a karşılık gelen sol ve sağ dalga boyları 700nm ve 750nm ve yarım bant genişliği 50nm'dir.Yarı genişliği 20 nm'den az olanlara dar bant filtreler, yarı genişliği 20 nm'den büyük olanlara ise bant geçiren filtreler veya geniş bant geçiren filtreler denir.

Merkez dalga boyu (CWL): Bir bant geçiren veya dar bant filtrenin tepe iletim dalga boyunu veya bir bant durdurucu filtrenin tepe yansıma dalga boyunu, tepe geçirgenliğinin 1/2 dalga boyu arasındaki orta noktayı, yani bant genişliğini ifade eder. merkezi dalga boyu denir.

Geçirgenlik (T): Yüzde olarak ifade edilen hedef bandın geçme kabiliyetini ifade eder, örneğin: filtre tepe geçirgenliği (Tp) > %80, zayıflamadan sonra filtreden geçebilen ışığı ifade eder.Maksimum değer %80'in üzerinde olduğunda, geçirgenlik arttıkça ışık geçirgenliği de artar.Kesme aralığı: Filtre tarafından kaybedilen enerji spektral bölgesinin dalga boyu aralığını, yani geçiş bandı dışındaki dalga boyu aralığını temsil etmek için kullanılır.Kesme oranı (Blok): Kesme derinliği olarak da bilinen kesme aralığındaki dalga boyuna karşılık gelen geçirgenlik, filtrenin kesme derecesini açıklamak için kullanılır.Işık geçirgenliğinin 0'a ulaşması imkansızdır. Ancak filtrenin geçirgenliği sıfıra yakınlaştırılarak istenmeyen spektrum daha iyi kesilebilir.Kesme oranı geçirgenlik ile ölçülebilir ve ayrıca optik yoğunluk (OD) ile ifade edilebilir.Geçirgenlik (T) ile arasındaki dönüştürme ilişkisi aşağıdaki gibidir: OD=log10(1/T) Geçiş bandı genişliği: filtreye göre Kesme derinliği farklıdır ve belirtilen filtre kesimi arasında izin verilen daha büyük spektral genişlik kapalı derinlik ve geçirgenlik zirvesinin 1/2 konumu.Kenar dikliği: yani [(λT80-λT10)/λT10] *

Yüksek Yansıma (HR): Filtreden geçen ışığın çoğu yansıtılır.

Yüksek geçirgenlik (HT): Geçirgenliği yüksektir ve filtreden geçen ışığın enerji kaybı çok azdır.Gelme açısı: Gelen ışık ile filtre yüzeyinin normali arasındaki açıya gelme açısı denir.Işık dikey olarak geldiğinde, geliş açısı 0°'dir.

Etkili açıklık: Optik cihazlarda etkili bir şekilde kullanılabilen fiziksel alan, genellikle filtrenin görünüm boyutuna benzer, eş merkezli ve boyut olarak biraz daha küçük olan etkin açıklık olarak adlandırılır.Başlangıç ​​dalga boyu: Başlangıç ​​dalga boyu, uzun dalga geçiş filtresinde geçirgenliğin tepe noktasının 1/2'sine yükseldiği zamana karşılık gelen dalga boyunu ifade eder ve bazen banttaki tepe noktasının %5 veya %10'u olarak tanımlanabilir. geçiş filtresi Geçirgenliğe karşılık gelen dalga boyu.

Kesme dalga boyu: Kesme dalga boyu, kısa dalga geçiş filtresindeki geçirgenliğin tepe değerinin 1/2'sine düşürüldüğü zamana karşılık gelen dalga boyunu ifade eder.Bant geçiren filtrede, bazen %5 veya %10'luk bir tepe geçirgenliği olarak tanımlanabilir.Geçiş hızına karşılık gelen dalga boyu.

Filtrelerin Yüzey Özellikleri ve Boyutsal Parametreleri Yüzey Kalitesi

Filtrenin yüzey kalitesinde ağırlıklı olarak yüzeyde çizikler ve çukurlar gibi kusurlar bulunur.Yüzey kalitesi için en sık kullanılan spesifikasyonlar, MIL-PRF-13830B tarafından belirtilen çizikler ve çukurlardır.Çukurların adı, mikron cinsinden çukur çapının 10'a bölünmesiyle hesaplanır, genellikle kazıma çukuru özelliği, 80 ila 50 aralığında standart kalite olarak adlandırılır;60 ila 40 aralığında kalite;ve 20 ila 10 aralığı yüksek hassasiyetli kalite olarak kabul edilecektir.

Yüzey kalitesi: Yüzey kalitesi, yüzey doğruluğunun bir ölçüsüdür.Ayna, pencere, prizma veya düz ayna gibi düzlemlerin sapmasını ölçmek için kullanılır.Pürüzsüzlük sapması genellikle dalgalanma değeri (λ) ile ölçülür;pürüzsüzlük, kalite seviyesini temsil eden λ/4'tür;pürüzsüzlük λ/20'dir, yüksek hassasiyetli bir kalite seviyesini temsil eder.

Tolerans: Filtrenin toleransı esas olarak merkez dalga boyu ve yarım bant genişliğindedir, bu nedenle filtre ürününün tolerans aralığı belirtilir.

Çap toleransı: Genel olarak, kullanım sırasında filtre çapı toleransının etkisi büyük değildir, ancak optik cihaz tutucuya monte edilecekse çap toleransı dikkate alınmalıdır.Genellikle çap toleransı (±0,1 mm) genel kalite, (±0,05 mm) hassas kalite ve (±0,01 mm) yüksek kalite olarak adlandırılır.

Merkez Kalınlık Toleransı: Merkez kalınlık, filtrenin merkez kısmının kalınlığıdır.Genellikle merkez kalınlığı toleransı (±0,2 mm) genel kalite, (±0,05 mm) hassas kalite ve (±0,01 mm) yüksek kalite olarak adlandırılır.