一文帶你簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)濾光片分類(lèi)應(yīng)用

2024-08-27 派大星

我們都知道,濾光片是一般由基片鍍膜而成,也有一些通過(guò)摻雜一些吸光物質(zhì)獲得具有一定光譜特性,作為擁有篩選特定波段范圍的光學(xué)元件,常常應(yīng)用于多種光學(xué)儀器及激光儀器中,其中濾光片的分類(lèi)方式眾多,包括以波長(zhǎng)范圍劃分、以光譜特性劃分、以制作工藝劃分,下面我們將從濾光片的各方面類(lèi)型為大家探討濾光片類(lèi)型與分類(lèi)!聲明:本篇文章只討論分類(lèi),并不分析參數(shù)!

 一文帶你簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)濾光片分類(lèi)應(yīng)用

BP365窄帶通濾光片--紫外開(kāi)篇,法力無(wú)邊

濾光片分類(lèi)

分布范圍

以波長(zhǎng)分布范圍進(jìn)行劃分,常見(jiàn)的光分為紫外光、可見(jiàn)光與紅外光,比如用于處理篩選紫外光的叫紫外濾光片,用于處理篩選可見(jiàn)光的叫可見(jiàn)光濾光片,用于處理篩選紅外光的叫紅外濾光片,這個(gè)大家都明白,其中以可見(jiàn)光濾光片認(rèn)識(shí)較為廣泛,由于可見(jiàn)光波段都是具有一定范圍的波段顏色,因此用于可見(jiàn)光篩選色光的濾光片普遍用于濾色、分析、攝像等,用于篩選出特定顏色的光,其中最為常見(jiàn)的便是濾色片。


 環(huán)境監(jiān)測(cè)BP870窄帶濾光片

(近紅外BP870窄帶濾光片-可用于環(huán)境監(jiān)測(cè))


光譜特性

以光譜特性來(lái)區(qū)分,分長(zhǎng)波/短波通濾光片,也可以簡(jiǎn)單稱(chēng)為截止濾光片,長(zhǎng)波通過(guò)也就是短波截止,短波通過(guò)也就是長(zhǎng)波截止;長(zhǎng)短波的濾光片通常用于控制某個(gè)范圍以上或以下的光線,在日常生活中我們較為常見(jiàn)的便是紅外截止濾光片(這不是紅外濾光片,只能算可見(jiàn)光范疇,因?yàn)樗惶幚砜梢?jiàn)光,不處理紅外光),常用于監(jiān)控,白天減少紅外光對(duì)CCD或CMOS的色彩干擾。

 長(zhǎng)波濾光片光譜圖

(長(zhǎng)波濾光片光譜圖)


與長(zhǎng)波/短波通濾光片不同特性的是,用于篩選某個(gè)小區(qū)域范圍的濾光片,這類(lèi)濾光片具有在一定通帶范圍內(nèi)具有較高的透過(guò)率,這類(lèi)濾光片具有一定的光波段篩選性,我們一般稱(chēng)這類(lèi)具有特定通帶范圍的濾光片為帶通濾光片,帶通濾光片根據(jù)其通帶的范圍大小,我們劃分出寬帶通濾光片與窄帶通濾光片,我們一般稱(chēng)為窄帶濾光片與帶通濾光片(由于寬帶濾光片使用較為廣泛)。


 帶通濾光片光譜圖

(帶通濾光片光譜圖--像不像一個(gè)中指)


帶通濾光片,常常用于各種分析、檢測(cè)、提純、識(shí)別、掃描等應(yīng)用中,基本生活中覆蓋這些作用的光學(xué)應(yīng)用都會(huì)涵蓋其中,比如人臉識(shí)別、指紋打卡、二維碼掃描、條形碼識(shí)別等應(yīng)用都會(huì)應(yīng)用到。當(dāng)然僅僅一個(gè)通帶的帶通顯然不符合技術(shù)的發(fā)展,隨著對(duì)多通帶(多帶通)的需求,逐漸演變出多個(gè)通帶需求的濾光片,從一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)及更多,不斷對(duì)濾光片的制作難度提出新的挑戰(zhàn)。


 半透半反分光片

55分光片,即半透半反)


從功能特性分類(lèi)

濾光片不僅可用于濾光,同樣可以用于篩選、分光、吸收、偏振等作用,濾除不必要的光線,保留所需的光線,因此開(kāi)發(fā)出更多用于不同環(huán)境應(yīng)用下的濾光片,如分光片、偏振片、中性密度濾光片、陷波濾光片、濾色片等多種具有一定功能性的濾光片。

 

分光片,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)不同的膜層結(jié)構(gòu)的光在通過(guò)后被分割成兩束或多束光,其中一部分光被反射回去,另外一部分則保留下來(lái),分光片一般以多層介電膜真空蒸鍍而成,是一種光學(xué)窗片,其表面鍍有半透明的鏡狀膜,分光片有著明顯的中性顏色特性,一般我們常說(shuō)的半透半反也就是一半反射一半透過(guò),常用于某個(gè)篩分后的光線分解透過(guò)率(減弱光的輸出占比)。


 偏振片

(偏振片)

偏振片效果對(duì)比

(這對(duì)比夠明顯吧)

偏振片,也叫偏光片,偏振鏡,其特點(diǎn)便是利用材料(如石英、冰晶石等自然材料及聚合物、金屬網(wǎng)格等人工制造的雙折射材料)的雙折射性質(zhì),將入射光線分裂為兩束相互垂直的偏振光線,并選擇性地允許特定方向的偏振光通過(guò),而阻止其他方向的偏振光。這種選擇性的透射和遮蔽功能,使得偏振片在光學(xué)控制和調(diào)節(jié)中具有重要作用,最常見(jiàn)的某過(guò)于相機(jī)鏡頭、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)設(shè)備,用于過(guò)濾反射光線和散射光,增加成像反差。其次還有一些防眩光的太陽(yáng)鏡上,當(dāng)然,偏振鏡分為線偏振鏡(PL鏡)和圓偏振鏡(CPL鏡,環(huán)形偏振鏡)。相關(guān)分類(lèi)內(nèi)容:偏振鏡的分類(lèi)


 中性密度濾光片

中性密度濾光片

中性密度濾光片效果對(duì)比

(這樣一對(duì)比不就有了,圖源網(wǎng)上搜,侵權(quán)我就刪


中性密度濾光片,也叫ND減光片或衰減片,攝影叫ND濾鏡,主要就是用于減弱入射光的強(qiáng)度,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是減少透過(guò)率,它利用物質(zhì)對(duì)光的吸收特性,制成片狀,放在光路上,對(duì)各波長(zhǎng)等效減弱入射光強(qiáng)度,根據(jù)不同的需求可做成各種衰減強(qiáng)度,常用dB表示,公式中符號(hào)為D,它與透過(guò)率T的公式為:D = -10 * log10(T),即透過(guò)率T=0.001即0.1%時(shí),D=30dB,根據(jù)實(shí)際不同的應(yīng)用特性可制成各種漸變需求,比如常說(shuō)的GND漸變鏡,或一些圓形漸變、階梯漸變、徑向漸變、條形漸變等。關(guān)于dB的內(nèi)容:光強(qiáng)衰減:濾光片的dB值

 

陷波濾光片光譜圖

(看見(jiàn)沒(méi)有,中間的波陷下去了)


陷波濾光片,也叫帶阻濾光片、負(fù)性濾光片,其特性與帶通濾光片相反,帶通濾光片是只允許某個(gè)通帶波段范圍透過(guò)截止該范圍外的其他波段,而陷波是只針對(duì)特定范圍波段衰減到很低水平(這個(gè)很低并不是完全截止),常見(jiàn)于各種激光防護(hù)護(hù)目鏡以及光譜分析里面。


 B9590黃色帶通濾光片

(隨便拿個(gè)可見(jiàn)光波段的帶通濾光片都是濾色片,該波段中心波長(zhǎng)為黃色590nm)

可見(jiàn)光波段


濾色片,字如其名,即濾出固定顏色光的濾光片,這類(lèi)濾光片覆蓋多種可見(jiàn)光濾光片,如短波可見(jiàn)光波段,帶通可見(jiàn)光波段等,它們能夠提煉出某個(gè)顏色波段的光,使得整個(gè)成像顯示出特定色調(diào)的顏色,我們經(jīng)常看到的攝影濾鏡所說(shuō)的黃花用黃色片顯得花顏色越鮮艷,這里的黃色片就是濾色片,當(dāng)然這種濾除固定色光的濾光片還有另外一個(gè)我們經(jīng)常看到的應(yīng)用,舞臺(tái)燈光那些五顏六色的光。

 

其次根據(jù)濾光片根據(jù)鍍膜材料還分為軟鍍膜與硬鍍膜。

軟膜濾光片是一種由多層薄膜組成的光學(xué)元件,通常,這些薄膜可能由硫化鋅、冷凍劑、甚至是銀等材料制成。這些膜層具有相對(duì)較低的硬度,且通過(guò)精確控制膜層的材料、厚度和結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光波傳輸特性的精確調(diào)控。當(dāng)光線通過(guò)軟膜濾光片時(shí),不同波長(zhǎng)的光波會(huì)在膜層中發(fā)生干涉、衍射等效應(yīng),從而導(dǎo)致特定波長(zhǎng)的光波被反射、吸收或透射。

 

硬膜濾光片是一種具有特殊膜層的光學(xué)元件,膜層具有較高的硬度和激光損傷閾值。這種高硬度使得硬膜濾光片能夠承受高強(qiáng)度的激光照射而不易受到損害,因此它廣泛應(yīng)用于激光系統(tǒng)應(yīng)用中。硬膜濾光片的膜層通常由多層特殊材料組成,這些材料經(jīng)過(guò)精密設(shè)計(jì)和制備,以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定波長(zhǎng)激光的精確調(diào)控。當(dāng)激光通過(guò)硬膜濾光片時(shí),膜層會(huì)對(duì)激光進(jìn)行吸收、反射、透射或散射等操作,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光譜的調(diào)控。


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