Các loại bộ lọc khác nhau và thông số kỹ thuật chính

Các loại bộ lọc khác nhau và thông số kỹ thuật chính

Về nguyên tắc, bộ lọc quang có thể được chia thành nhiều loại và các loại bộ lọc quang khác nhau này được giới thiệu dưới đây.

1. Bộ lọc hấp thụ: Bộ lọc hấp thụ được tạo ra bằng cách trộn thuốc nhuộm đặc biệt vào vật liệu nhựa hoặc thủy tinh.Theo khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng khác nhau, nó có thể đóng vai trò lọc.Bộ lọc thủy tinh màu được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường.Ưu điểm của nó là ổn định, đồng đều, chất lượng chùm tia tốt và chi phí sản xuất thấp, nhưng nó có nhược điểm là dải thông tương đối lớn, hiếm khi thấp hơn 30nm.

2. Bộ lọc nhiễu: Bộ lọc nhiễu sử dụng phương pháp phủ chân không và một lớp màng quang có độ dày cụ thể được phủ lên bề mặt kính.Thông thường, một mảnh thủy tinh được làm bằng nhiều lớp phim và nguyên tắc giao thoa được sử dụng để đạt được Cho phép sóng ánh sáng trong một dải quang phổ cụ thể đi qua.Có nhiều loại bộ lọc nhiễu và các lĩnh vực ứng dụng của chúng cũng khác nhau.Trong số đó, các bộ lọc nhiễu được sử dụng rộng rãi nhất là bộ lọc thông dải, bộ lọc cắt và bộ lọc lưỡng sắc.

(1) Bộ lọc thông dải chỉ có thể truyền ánh sáng có bước sóng cụ thể hoặc dải hẹp và ánh sáng bên ngoài dải thông không thể đi qua.Các chỉ số quang học chính của bộ lọc thông dải là: bước sóng trung tâm (CWL), nửa băng thông (FWHM) và độ truyền qua (T%).Theo kích thước của băng thông, nó có thể được chia thành các bộ lọc băng thông hẹp với băng thông nhỏ hơn 30nm;bộ lọc băng thông rộng với băng thông hơn 60nm.

(2) Bộ lọc cắt (Cut-off filter) có thể chia phổ thành hai vùng.Ánh sáng ở một vùng không thể đi qua vùng này được gọi là vùng giới hạn, trong khi ánh sáng ở vùng kia hoàn toàn có thể đi qua vùng đó gọi là vùng dải thông.Bộ lọc cắt điển hình là bộ lọc thông dài và bộ lọc thông ngắn.Bộ lọc truyền sóng dài: đề cập đến một phạm vi bước sóng cụ thể, hướng sóng dài được truyền và hướng sóng ngắn bị cắt, đóng vai trò cách ly sóng ngắn.Bộ lọc truyền sóng ngắn: Bộ lọc truyền sóng ngắn đề cập đến một dải bước sóng cụ thể, hướng sóng ngắn được truyền đi và hướng sóng dài bị cắt, đóng vai trò cách ly sóng dài.

(3) Bộ lọc lưỡng sắc (Bộ lọc lưỡng sắc) có thể chọn một dải màu nhỏ muốn truyền ánh sáng theo nhu cầu và phản chiếu các màu khác.Có một số loại kính lọc khác: Kính lọc mật độ trung tính (Neutral Density Filters), còn được gọi là phim suy giảm, được sử dụng để ngăn các nguồn sáng mạnh làm hỏng cảm biến hoặc các bộ phận quang học của máy ảnh, đồng thời có thể hấp thụ hoặc phản xạ ánh sáng chưa được hấp thụ .Phần ánh sáng truyền qua làm giảm đồng đều hệ số truyền qua trong một phần nhất định của quang phổ.

Chức năng chính của Bộ lọc huỳnh quang là tách và chọn dải phổ đặc trưng của ánh sáng kích thích và huỳnh quang phát ra của các chất trong hệ thống kiểm tra và phân tích huỳnh quang y sinh.Nó là một thành phần quan trọng được sử dụng trong các dụng cụ y sinh và khoa học đời sống.

Kính lọc thiên văn là loại kính lọc được sử dụng để giảm ảnh hưởng của ô nhiễm ánh sáng đến chất lượng ảnh trong quá trình chụp ảnh thiên văn.

Bộ lọc mật độ trung tính thường được chia thành hấp thụ và phản xạ.Bộ lọc mật độ trung tính phản xạ áp dụng nguyên lý giao thoa màng mỏng để truyền một phần ánh sáng và phản xạ phần ánh sáng khác (thường không còn sử dụng những ánh sáng phản xạ này nữa), những ánh sáng phản xạ này rất dễ tạo thành ánh sáng lạc và làm giảm độ chính xác của thí nghiệm , vì vậy Vui lòng sử dụng bộ thu ánh sáng sê-ri ABC để thu ánh sáng phản xạ.Bộ lọc mật độ trung tính hấp thụ thường đề cập đến bản thân vật liệu hoặc sau khi một số nguyên tố được trộn lẫn trong vật liệu, hấp thụ một số bước sóng ánh sáng cụ thể, nhưng không có hoặc có ít ảnh hưởng đến các bước sóng ánh sáng khác.Nói chung, ngưỡng thiệt hại của các bộ lọc mật độ trung tính hấp thụ thấp hơn và sau khi sử dụng lâu dài, có thể sinh nhiệt, vì vậy cần cẩn thận khi sử dụng chúng.

Thông số kỹ thuật chính cho bộ lọc quang học

Băng thông: Phạm vi bước sóng mà ánh sáng có thể đi qua được gọi là băng thông.

Băng thông (FWHM): Băng thông là dải bước sóng được sử dụng để biểu thị một phần cụ thể của quang phổ đi qua bộ lọc thông qua năng lượng tới, được biểu thị bằng độ rộng bằng một nửa độ truyền qua lớn hơn, còn được gọi là nửa độ rộng, tính bằng nm.Ví dụ: độ truyền cực đại của bộ lọc là 80%, sau đó 1/2 là 40% và bước sóng trái và phải tương ứng với 40% là 700nm và 750nm, và một nửa băng thông là 50nm.Những bộ lọc có nửa chiều rộng nhỏ hơn 20nm được gọi là bộ lọc băng hẹp và những bộ lọc có nửa chiều rộng lớn hơn 20nm được gọi là bộ lọc thông dải hoặc bộ lọc thông dải rộng.

Bước sóng trung tâm (CWL): Đề cập đến bước sóng truyền cực đại của bộ lọc băng thông hoặc băng hẹp hoặc bước sóng phản xạ cực đại của bộ lọc chặn dải, điểm giữa giữa 1/2 bước sóng của độ truyền qua cực đại, tức là băng thông Điểm giữa của được gọi là bước sóng trung tâm.

Độ truyền qua (T): Nó đề cập đến khả năng truyền qua của dải mục tiêu, được biểu thị bằng phần trăm, ví dụ: độ truyền qua cực đại của bộ lọc (Tp) > 80%, dùng để chỉ ánh sáng có thể đi qua bộ lọc sau khi suy giảm.Khi giá trị tối đa trên 80%, độ truyền qua càng lớn thì khả năng truyền ánh sáng càng tốt.Phạm vi giới hạn: Nó được sử dụng để biểu thị khoảng bước sóng của vùng phổ năng lượng bị mất bởi bộ lọc, nghĩa là phạm vi bước sóng bên ngoài dải thông.Tốc độ ngưỡng (Block): Độ truyền qua tương ứng với bước sóng trong dải ngưỡng hay còn gọi là Độ sâu ngưỡng được dùng để mô tả mức độ ngưỡng của bộ lọc.Không thể để độ truyền ánh sáng đạt tới 0. Chỉ bằng cách làm cho độ truyền qua của bộ lọc gần bằng 0, quang phổ không mong muốn mới có thể được cắt bỏ tốt hơn.Tốc độ ngưỡng có thể được đo bằng độ truyền qua và cũng có thể được biểu thị bằng mật độ quang (OD).Mối quan hệ chuyển đổi giữa nó và độ truyền qua (T) như sau: OD=log10(1/T) Độ rộng dải chuyển tiếp: theo bộ lọc Độ sâu giới hạn là khác nhau và độ rộng phổ lớn hơn cho phép giữa giới hạn bộ lọc được chỉ định- độ sâu tắt và vị trí 1/2 của đỉnh truyền qua.Độ dốc cạnh: tức là [(λT80-λT10)/λT10] *

Độ phản xạ cao (HR): Hầu hết ánh sáng đi qua bộ lọc đều bị phản xạ.

Độ truyền qua cao (HT): Độ truyền qua cao và tổn thất năng lượng của ánh sáng đi qua bộ lọc là rất nhỏ.Góc tới: Góc giữa ánh sáng tới và pháp tuyến của bề mặt kính lọc gọi là góc tới.Khi tia sáng tới thẳng đứng thì góc tới bằng 0°.

Khẩu độ hiệu quả: Vùng vật lý có thể được sử dụng hiệu quả trong các thiết bị quang học được gọi là khẩu độ hiệu quả, thường tương tự như kích thước bề ngoài của bộ lọc, đồng tâm và có kích thước nhỏ hơn một chút.Bước sóng bắt đầu: Bước sóng bắt đầu đề cập đến bước sóng tương ứng khi độ truyền qua tăng lên 1/2 cực đại trong bộ lọc thông qua sóng dài và đôi khi nó có thể được định nghĩa là 5% hoặc 10% của cực đại trong dải- bộ lọc vượt qua Bước sóng tương ứng với độ truyền qua.

Bước sóng giới hạn: Bước sóng giới hạn đề cập đến bước sóng tương ứng khi độ truyền qua trong bộ lọc truyền sóng ngắn giảm xuống 1/2 giá trị cực đại.Trong bộ lọc thông dải, đôi khi nó có thể được định nghĩa là độ truyền qua cực đại là 5% hoặc 10%.Bước sóng tương ứng với tốc độ vượt qua.

Thông số kỹ thuật bề mặt và thông số kích thước của bộ lọc Chất lượng bề mặt

Chất lượng bề mặt của bộ lọc chủ yếu có các khuyết tật như trầy xước và rỗ trên bề mặt.Các thông số kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất cho chất lượng bề mặt là các vết trầy xước và rỗ được chỉ định bởi MIL-PRF-13830B.Tên gọi của pit được Tính bằng cách chia đường kính pit tính bằng micron cho 10, thông thường thông số của scratch pit sẽ được gọi là chất lượng tiêu chuẩn trong khoảng từ 80 đến 50;chất lượng trong khoảng từ 60 đến 40;và phạm vi từ 20 đến 10 sẽ được coi là chất lượng độ chính xác cao.

Chất lượng bề mặt: Chất lượng bề mặt là thước đo độ chính xác của bề mặt.Nó được dùng để đo độ lệch của các mặt phẳng như gương, cửa sổ, lăng kính hay gương phẳng.Độ lệch của độ mịn thường được đo bằng giá trị nếp gấp (λ), bao gồm các nguồn thử nghiệm có nhiều bước sóng, một sọc tương ứng với 1/2 bước sóng và độ mịn là 1λ, đại diện cho mức chất lượng chung;độ mịn là λ/4, đại diện cho mức chất lượng;độ mịn là λ/20, thể hiện mức chất lượng có độ chính xác cao.

Dung sai: Dung sai của bộ lọc chủ yếu ở bước sóng trung tâm và nửa băng thông, do đó, phạm vi dung sai của sản phẩm bộ lọc được chỉ định.

Dung sai đường kính: Nói chung, ảnh hưởng của dung sai đường kính bộ lọc không lớn trong quá trình sử dụng, nhưng nếu thiết bị quang học được gắn trên giá đỡ, dung sai đường kính phải được xem xét.Thông thường, dung sai đường kính trong (± 0,1 mm) được gọi là chất lượng chung, (± 0,05 mm) được gọi là chất lượng chính xác và (± 0,01 mm) được gọi là chất lượng cao.

Dung sai độ dày trung tâm: Độ dày trung tâm là độ dày của phần trung tâm của bộ lọc.Thông thường, dung sai của độ dày tâm (± 0,2mm) được gọi là chất lượng chung, (± 0,05mm) được gọi là chất lượng chính xác và (± 0,01mm) được gọi là chất lượng cao.