滤光片(Filter)是一种用于选择性地透过或阻挡特定波长光线的光学元件。相比于光栅和棱镜,滤光片结构简单、成本低,适用于固定波长筛选,但需要选择特定波长。广泛应用于成像、光谱分析、照明、传感等领域,也成为鉴知技术光纤光谱仪的重要组成部分。
1. 滤光片的分类
(1)按光谱特性分类
类型 | 图片 | 作用 | 典型应用 |
带通滤光片 Bandpass | 仅允许某一波段的光通过 (如450-500nm可通过) | 荧光显微镜、光谱仪 | |
长通滤光片 Longpass | 阻挡短波光,透过长波光 (如>500nm可通过) | 荧光检测、红外成像 | |
短通滤光片 Shortpass | 阻挡长波光,透过短波光 (如<500nm可通过) | UV检测、激光防护 | |
陷波滤光片 Notch | 阻挡特定窄波段 (如阻挡激光532nm) | 拉曼光谱、激光抑制 | |
中性密度滤光片 ND Filter | 均匀衰减所有波长的光 | 摄影、强光衰减 |
(2)按工作原理分类
· 吸收型滤光片:利用材料吸收特定波长(如彩色玻璃,塑料滤光片)。
· 干涉型滤光片:通过多层薄膜反射和相消干涉实现波长选择(精度更高)。
· 二向色滤光片:结合吸收和干涉特性,分离激发光和发射光,反射某些光,透射另一些光(常用于分光系统),鉴知技术的光纤探头中常采用此滤光片实现分光特性。
2. 滤光片的核心参数
· 中心波长(CWL):带通滤光片的透过率最大值所对应的波长。
· 半高宽(FWHM):透射率≥50%的波长范围(如±10nm)。
· 截止深度(OD值):阻挡波长的衰减程度(如OD4表示透光率≤0.01%)。
· 透过率(T%):目标波长即可透过波段的光的透射能力,通常用百分比表示(如>90%)。
3. 滤光片应用场景
(1)成像
· 相机滤镜:
UV滤光片:减少大气散射,提高远景清晰度。
红外滤光片:用于天文或安防监控(捕捉热辐射)。
· 显微镜:
荧光滤光片组(激发片+发射片+二向色镜),分离特定荧光信号。
(2)光谱分析
· 光纤光谱仪:滤除杂散光,提高信噪比。
· 拉曼光谱:用陷波滤光片抑制激光瑞散射。
(3)工业检测
· 机器视觉:用特定颜色滤光片增强对比度(如检测PCB焊点)。
· 激光加工:防护滤光片阻挡有害激光(如1064nm)。
4. 如何选择合适的滤光片?
1. 明确目标波长:需要透过的光(如450nm荧光)和需要阻挡的光(如激发光430nm)。
2. 确定带宽:窄带(<10nm)用于高精度检测,宽带(>50nm)用于通用滤波。
3. 环境需求:耐高温、抗激光损伤(如高功率激光滤光片)。
5、鉴知技术光纤光谱仪
鉴知技术SR100B/SR100Z/SR100Q/SR150S 科研级光纤光谱仪,采用LVF线性渐变滤光片,消除高阶干扰的设计方案,具备高灵敏度,高信噪比,高分辨率的特性。产品广泛应用光纤光谱仪、医用内窥镜以及光学检测设备等。
鉴知技术使用的长波通线性渐变滤光片采用连续镀膜的方式, 基于多层楔形薄膜结构实现空间连续变化的滤光特性。可根据色散需求调节薄膜斜率从而获得目标线性变化率。长波通线性渐变滤光片具备高集成度的分光能力,在光谱仪器的小型化,轻量化设计中具备不可替代的优势。
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