濾光器

濾光器

濾光器是選擇性地透射不同波長的光的器件,通常在光學路徑中為平面玻璃或塑膠器件,其染色或具有干涉塗層。濾光器通常用於攝影(其中偶爾使用某些特殊效果濾光器以及吸收濾光器),許多光學儀器以及彩色舞台照明中。濾光片為常用的濾光器,按光譜特性分為通帶濾光片截止濾光片光譜分析中分為吸收濾光片干涉濾光片

基本介紹

定義,作用,分類,

定義

濾光器是選擇性地透射不同波長的光的器件,通常在光學路徑中為平面玻璃或塑膠器件,其染色或具有干涉塗層。濾波器的光學特性完全由它們的頻率回響來描述,其指定通過濾波器修改輸入信號的每個頻率分量的幅度和相位。

作用

濾光器選擇性地透射特定波長範圍內的光,即不同顏色的光,同時阻擋其餘部分的光波。它們通常可以僅通過長波長(長通),短波長(短通)或波長帶,阻擋較長和較短波長(帶通)。通帶可以更窄或更寬;最大和最小波峰之間的轉折可以是尖銳的或平緩的。
濾光器通常用於攝影(其中偶爾使用某些特殊效果濾光器以及吸收濾光器),許多光學儀器中以及彩色舞台照明中。在天文學中,光學濾波器用於限制傳輸感興趣的光譜帶的光,濾光器在螢光套用如螢光顯微鏡螢光光譜中也是必需的。

分類

可用多種方法製成。濾光片為其中的一種。也可用氣體溶液製成濾光器。濾光片為常用的濾光器,按光譜特性分為通帶濾光片截止濾光片光譜分析中分為吸收濾光片干涉濾光片。它主要用作輔助色散,如在光柵光譜儀中用作為譜級分離器,消除低級次的光譜重疊。單色儀利用干涉濾光片可分離出極窄波段範圍的光。
吸收濾光片
吸收濾光片通常由添加了各種無機或有機化合物的玻璃製成。 這些化合物吸收一些波長的光而透射其它波長的光。 化合物也可以加入到塑膠(通常是聚碳酸酯或丙烯酸)中以產生凝膠濾光器,其比基於玻璃的濾光器更輕更便宜。
二向色濾光片(干涉濾光片)
可以通過用一系列光學塗層塗覆玻璃基板來製造二向色濾光器(也稱為“反射”或“薄膜”或“干涉”濾光器)。二向色濾光片通常反射光的不需要的部分並透射剩餘部分。
二向色濾光片採用干涉原理。它們的層形成與期望波長諧振的連續系列的反射腔。當波峰和波谷重疊時,其他波長破壞性地消除或反射。
二向色濾光片特別適合於精確的科學工作,因為它們的精確顏色範圍可以通過塗層的厚度和順序來控制。它們通常比吸收式過濾器貴得多,而且更加細膩。它們可以用在諸如照相機的二向色稜鏡的裝置中,以將光束分離成不同顏色的成分。
法布里 - 珀羅干涉儀就是基於該原理製成的。它使用兩個鏡來建立諧振腔。它通過的波長是腔諧振頻率的倍數。另一種變化形式為透明立方體或纖維,其拋光端形成被調諧以與特定波長諧振的反射鏡。這些通常用於使用長距離光纖上的波分復用的電信網路中分離信道
帶通濾光片
帶通濾光片只傳輸某一波長帶,並阻塞其他波長帶。 這種濾波器的寬度表示為它允許通過的波長範圍,並且可以是從遠小於埃到幾百納米的任何值。 這種濾光器可以通過組合LP濾光器和SP濾光器來製成。
帶通濾波器的示例是Lyot濾波器和Fabry-Pérot干涉儀。 這兩個濾光器也可以做成可調諧的濾光器,使得中心波長可以由用戶選擇。 帶通濾光器通常用於天文學,便於人們想要觀察具有相關聯的譜線。
短通濾光片
短通(SP)濾光片是一種光學干涉或有色玻璃濾光片,可衰減較長波長,並在目標光譜(通常為紫外線和可見光區)的有效範圍內透射(通過)較短的波長。 在螢光顯微鏡中,短通濾光片經常用於二色鏡和激發濾光器。
長通濾光片
長通(LP)濾波器是光學干涉或有色玻璃濾波器,其衰減較短波長並在目標光譜(紫外線,可見光或紅外線)的有效範圍上透射(通過)較長波長。 在螢光顯微鏡中,長通濾波器經常用於分色鏡和阻擋(發射)濾波器。

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