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光學濾光片術語及參數解釋

2024-07-25 派大莘

光學濾光片是光學元件的一種,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。光學濾光片在光學領域有著廣泛的應用,例如攝影、顯微鏡、激光等,下面我們將對光學濾光片的一些常見術語和參數進行簡單的解釋,方便各位學習參考。


 光學濾光片術語及參數解釋


光學濾光片常用術語以及解釋

 

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

 長波通濾光片光學指標圖解

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

 

帶寬(FWHM):也叫半峰全寬,不叫半帶寬,FWHM 描述帶通濾光片將傳輸的頻譜帶寬,表示為峰值透過率一半處的波段范圍,如:一款帶通濾光片的峰值透過率為90%,那么它的一半為45%處的兩個波長,兩個波長的差值就是該濾光片的帶寬,帶寬值越小,代表濾光片對光的選擇性越強,在實際應用上精度也會越高。

 帶通濾光片參數圖

截止深度:濾光片對光的有效截止比率,表示截止區對陽光的有效阻止性能(實際也等同于透過率),一般要實現透光率為零是非常困難的,只能讓改值趨近于0。當透過率低于10%則表現為截止,截止率表示為10%,1%,0.1%...

 

光密度(OD):作為濾光片對光阻隔性能的一個計算數值,表示為濾光片材料的遮光能力,該值由截止深度計算得出,同樣也可以作為表達截止深度的數值。計算公式為OD=-log(T),T即為透過率,低于10%則表現截止,將10%代入得出結果等于1,即OD1=0.1=10%透過率,以此類推OD2=0.01=1%。

 

截止范圍,即濾光片對于光譜某段光譜的有效控制范圍,一般在濾光片的規格參數內會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。

 帶通濾光片光學指標圖解

斜率,表示光譜中從高截止帶到高透射帶的陡峭程度,比如高透射波長的百分比。例如,當描述一個斜率為1%的500nm長波通濾光片時,這意味著從截止點開始,濾光片的透射率在即500nm(峰值波長)波長范圍內1%的范圍(即5nm區間)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,由于對光的不同波長都是等效衰減,所以一般只看db值,db值(常用D表示)計算公式與透過率有關,為D = -10 * log10(T),當透過率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,因此在實際的應用中我們可以通過db值確定濾光片對光的衰減能力。

 

相關應用

攝影:在攝影中,ND濾鏡常用于減弱光線強度,延長曝光時間,或在明亮環境下使用大光圈進行拍攝。

顯微鏡:在顯微鏡觀察中,ND濾鏡常用于減弱光線強度,保護細胞免受光損傷。

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

濾光片

起始波長是用于表示在長波通濾光片中透射率增加至50%波長的術語

截止波長是用于表示在短波通濾光片中透射率降低至50%波長的術語。

濾光片

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