光學(xué)滤光片的基本概念及参数
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发布时间：2023-04-20 13:27:36
光學(xué)滤光片是只让某一波段光透过（透射率大）的光學(xué)元件。
通过光谱的分(fēn)布長(cháng)短（即光谱所处區(qū)域）把滤光片分(fēn)為(wèi)：
带通型滤光片：选定特定波段的光通过，通带以外的光截止。其光學(xué)指标主要是中心波長(cháng)（CWL），半带宽（FWHM)，中心波長(cháng)透过率（Tp），截止度及截止范围。按带宽分(fēn)為(wèi)窄带和宽带，通常按带宽比中心波長(cháng)的值来區(qū)分(fēn)，小(xiǎo)于2%来定為(wèi)窄带，大于2%定為(wèi)宽带。
短波通型(又(yòu)叫低波通)：短于选定波長(cháng)的光通过，長(cháng)于该波長(cháng)的光截止。
長(cháng)波通型(又(yòu)叫高波通)：長(cháng)于选定波長(cháng)的光通过，短于该波長(cháng)的光截止。
峰值透过率(TP):假设光初始值為(wèi)100%,通过滤光片后有(yǒu)部分(fēn)损耗了,通过光谱测量得出只有(yǒu)85%了,那就可(kě)以把这个滤光片的光學(xué)透过率定為(wèi)(Tp)>80%。
中心波長(cháng)(CWL)：滤光片在实际应用(yòng)中所使用(yòng)的波長(cháng),如光源主峰值是850nm led灯,那需求的中心波長(cháng)就是850nm。
半带宽(FWHM)：简单说就是max透过率的1/2处所对应的波長(cháng),左右波長(cháng)值相减,例如,峰值是90%,1/2就是45%,45%所对应的左右波長(cháng)是875nm和825nm,那半带宽就是50nm。
截止范围：截止范围是用(yòng)于表示通过滤光片衰减的能(néng)量光谱區(qū)域的波長(cháng)间隔（图2）。截止的程度又(yòu)称之為(wèi)截止深度，通常用(yòng)光密度或者透射率表示。
光密度（OD)：光密度(OD)描述滤光片截止程度，并且与穿过的能(néng)量透射量有(yǒu)关。光密度值越高透射率越低，图3示意了三种不同的光密度：OD 1.0，OD 1.3和OD 1.5分(fēn)别对应的透射率。T為(wèi)透射率，如80，表示透射率80%。
入射角度：入射光線(xiàn)和滤光片表面法線(xiàn)之间的夹角。当光線(xiàn)正入射时，入射角為(wèi)0°。
截止率(Blocking):截止區(qū)所对应的透过率.由于要想透过率达到零,那是非常难的事情,只能(néng)选择它透过率接近于零，但通常透过率达到10的负5次方以上就可(kě)以满足大部分(fēn)使用(yòng)要求，通常转换為(wèi)光學(xué)密度值，用(yòng)OD>5表示。
截止波段: 可(kě)接受的不需要的波長(cháng)min區(qū)间范围，由于多(duō)数電(diàn)子成像用(yòng)的感光器件的响应范围是350-950nm,在实际中确定范围稍稍比这个區(qū)间宽一点即可(kě)。紫外及红外的截止范围确定比这个要繁杂一些，需要根据使用(yòng)的探头响应范围来确定。
起始波長(cháng)：起始波長(cháng)是用(yòng)于表示在長(cháng)波通滤光片中透射率增加至50%波長(cháng)的术语。起始波長(cháng)由图4中的λcut-on起始表示。
截止波長(cháng)：截止波長(cháng)是用(yòng)于表示在短波通滤光片中透射率降低至50%波長(cháng)的术语。截止波長(cháng)由图5中的λcut-off截止表示。
有(yǒu)效孔径：光學(xué)系统中有(yǒu)效利用(yòng)的物(wù)理(lǐ)區(qū)域。通常与滤光片的外观尺寸相似，同心，尺寸略小(xiǎo)些。
以带通滤光片為(wèi)例，中心波長(cháng)、半宽、起始波長(cháng)等都有(yǒu)公差，因此订購(gòu)产品时一定要标明公差范围。公差越小(xiǎo)，制造难度越大，成本越高。用(yòng)户可(kě)以根据实际需要，提出合理(lǐ)公差范围。
圆形光學(xué)元件的直径公差提供了一个可(kě)接受的直径值范围。此生产规格会因制作光學(xué)产品的某些光學(xué)加工公司的技术水平和能(néng)力而有(yǒu)所不同。虽然直径公差不会对光學(xué)产品本身的光學(xué)性能(néng)产生任何影响，但如果要在任何一种固定器上安装光學(xué)产品，则它是您必须考虑的一种非常重要的机械公差。例如，如果透镜的直径与其标称值存有(yǒu)偏差，则有(yǒu)可(kě)能(néng)使已安装的组件中的机械轴偏离光學(xué)轴，从而导致光的偏心。通常，直径的生产公差為(wèi)：+0.00/-0.10 mm表示一般质量，+0.00/-0.050 mm表示精密质量，+0.000/-0.010 mm则為(wèi)高质量。
光學(xué)元件（典型的是透镜）的中心厚度，测量的是光學(xué)元件中心部分(fēn)的材料厚度。中心厚度是通过透镜的机械轴来测量的，该机械轴是作為(wèi)透镜外部边缘之间的轴来定义的。透镜中心厚度的变化会影响光學(xué)性 能(néng)，这是因為(wèi)中心厚度及其曲率半径会决定光線(xiàn)穿过透镜的光學(xué)路径長(cháng)度。通常，中心厚度的生产公差為(wèi)：+/-0.20 mm表示一般质量，+/-0.050 mm表示精密质量，+/-0.010 mm则為(wèi)高质量.
滤光片的表面光洁度是光學(xué)零件有(yǒu)效通光面积表面缺陷的更大允许尺寸和定量(数量)的描述，一般用(yòng)数值表示：道子--点子，即：S/D(scratch/dig)，就是我们常常看到的60-40/40-20等这样的数值。60-40表示道子的更大数值為(wèi)60微米，斑点更大数值為(wèi)40丝。道子是指窄而長(cháng)的缺陷。60表示道子更大宽度数值為(wèi)60微米。当元件中的更大道子超 过了指标要求中的更大道子时，此元件判為(wèi)不合格品；40表示在任何20mm范围内不能(néng)有(yǒu)一个大于0.4的点子，也可(kě)理(lǐ)解為(wèi)在任何20mm范围内所有(yǒu)疵点直径和不超过更大尺寸疵点的2倍，40-20等这种数值可(kě)以一次类推，原理(lǐ)都是一样的。
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