光學(xué)濾光片術(shù)語(yǔ)及參數(shù)解釋

2024-07-25 派大莘

光學(xué)濾光片是光學(xué)元件的一種,其主要功能是篩選出所需波段,吸收或反射其他不需要的波段。光學(xué)濾光片在光學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,例如攝影、顯微鏡、激光等,下面我們將對(duì)光學(xué)濾光片的一些常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)和參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)奖愀魑粚W(xué)習(xí)參考。


 光學(xué)濾光片術(shù)語(yǔ)及參數(shù)解釋


光學(xué)濾光片常用術(shù)語(yǔ)以及解釋

 

中心波長(zhǎng)(CWL):濾光片的中心波長(zhǎng)為峰值透過(guò)率一半所在波長(zhǎng),適用于長(zhǎng)/短波濾光片,但是對(duì)于帶通濾光片而已,它在峰值一半處擁有兩個(gè)波長(zhǎng),因此取這二者波長(zhǎng)的中點(diǎn)作為中心波長(zhǎng),該波段也常常作為此濾光片的主峰波段。

 長(zhǎng)波通濾光片光學(xué)指標(biāo)圖解

峰值透光率(TP):即該濾光片光譜峰值最大值所在的透過(guò)比例,比例為100%時(shí),濾光片對(duì)光的透過(guò)為無(wú)阻擋。

 

帶寬(FWHM):也叫半峰全寬,不叫半帶寬,F(xiàn)WHM 描述帶通濾光片將傳輸?shù)念l譜帶寬,表示為峰值透過(guò)率一半處的波段范圍,如:一款帶通濾光片的峰值透過(guò)率為90%,那么它的一半為45%處的兩個(gè)波長(zhǎng),兩個(gè)波長(zhǎng)的差值就是該濾光片的帶寬,帶寬值越小,代表濾光片對(duì)光的選擇性越強(qiáng),在實(shí)際應(yīng)用上精度也會(huì)越高。

 帶通濾光片參數(shù)圖

截止深度:濾光片對(duì)光的有效截止比率,表示截止區(qū)對(duì)陽(yáng)光的有效阻止性能(實(shí)際也等同于透過(guò)率),一般要實(shí)現(xiàn)透光率為零是非常困難的,只能讓改值趨近于0。當(dāng)透過(guò)率低于10%則表現(xiàn)為截止,截止率表示為10%,1%,0.1%...

 

光密度(OD):作為濾光片對(duì)光阻隔性能的一個(gè)計(jì)算數(shù)值,表示為濾光片材料的遮光能力,該值由截止深度計(jì)算得出,同樣也可以作為表達(dá)截止深度的數(shù)值。計(jì)算公式為OD=-log(T),T即為透過(guò)率,低于10%則表現(xiàn)截止,將10%代入得出結(jié)果等于1,即OD1=0.1=10%透過(guò)率,以此類(lèi)推OD2=0.01=1%。

 

截止范圍,即濾光片對(duì)于光譜某段光譜的有效控制范圍,一般在濾光片的規(guī)格參數(shù)內(nèi)會(huì)提前劃定最小波段和最大波段作為該元件的有效截止范圍,截止范圍的選擇可能與濾光片的基材和加工手段有關(guān)。

 帶通濾光片光學(xué)指標(biāo)圖解

斜率,表示光譜中從高截止帶到高透射帶的陡峭程度,比如高透射波長(zhǎng)的百分比。例如,當(dāng)描述一個(gè)斜率為1%的500nm長(zhǎng)波通濾光片時(shí),這意味著從截止點(diǎn)開(kāi)始,濾光片的透射率在即500nm(峰值波長(zhǎng))波長(zhǎng)范圍內(nèi)1%的范圍(即5nm區(qū)間)從低透射率迅速增加到高透射率。

 

db值,常用于中性密度濾光片,也叫衰減片、ND濾光片、ND濾鏡,由于對(duì)光的不同波長(zhǎng)都是等效衰減,所以一般只看db值,db值(常用D表示)計(jì)算公式與透過(guò)率有關(guān),為D = -10 * log10(T),當(dāng)透過(guò)率T=0.001即0.1%我們代入公式中,得出D = -10 * log10(0.001),得出D ≈ -10 * (-3),也就是D = 30 dB,因此在實(shí)際的應(yīng)用中我們可以通過(guò)db值確定濾光片對(duì)光的衰減能力。

 

相關(guān)應(yīng)用

攝影:在攝影中,ND濾鏡常用于減弱光線強(qiáng)度,延長(zhǎng)曝光時(shí)間,或在明亮環(huán)境下使用大光圈進(jìn)行拍攝。

顯微鏡:在顯微鏡觀察中,ND濾鏡常用于減弱光線強(qiáng)度,保護(hù)細(xì)胞免受光損傷。

激光:在激光應(yīng)用中,ND濾鏡常用于減弱激光強(qiáng)度,防止眼睛或其他器件受到損傷。

濾光片

起始波長(zhǎng)是用于表示在長(zhǎng)波通濾光片中透射率增加至50%波長(zhǎng)的術(shù)語(yǔ)

截止波長(zhǎng)是用于表示在短波通濾光片中透射率降低至50%波長(zhǎng)的術(shù)語(yǔ)。

濾光片