فیلترهای نوری چیست؟

فیلترهای نوری وسیله ای است که به طور انتخابی نور با طول موج های مختلف را منتقل می کند، معمولاً یک وسیله شیشه ای یا پلاستیکی مسطح در مسیر نوری است که لکه دار شده یا دارای پوشش تداخلی است. خواص نوری فیلترها به طور کامل با پاسخ فرکانسی آنها توصیف می شود، که مشخص می کند که دامنه و فاز هر جزء فرکانس سیگنال ورودی از طریق فیلتر اصلاح می شود.

فیلترهای نوری به طور انتخابی نور را در یک محدوده طول موج مشخص، یعنی رنگ های مختلف منتقل می کنند و در عین حال بقیه موج را مسدود می کنند. آنها معمولاً می توانند طول موج های بلندتر و کوتاه تر (گذر باند) را فقط از طریق طول موج های بلند (گذر طولانی)، طول موج های کوتاه (گذر کوتاه) یا باندهای طول موج مسدود کنند. نوار عبور می تواند باریک تر یا گسترده تر باشد. انتقال بین حداکثر و حداقل حداکثر می تواند تیز یا ملایم باشد.

آنها معمولاً در عکاسی (جایی که فیلترهای جلوه های ویژه و فیلترهای جذب گاهی استفاده می شوند)، در بسیاری از ابزارهای نوری و در نورپردازی صحنه رنگی استفاده می شوند. در نجوم، از فیلترهای نوری برای محدود کردن انتقال نور در باندهای طیفی مورد علاقه استفاده می شود، همچنین فیلترها در کاربردهای فلورسانس مانند میکروسکوپ فلورسانس و طیف سنجی فلورسانس مورد نیاز هستند.

طبقه بندی فیلترهای نوری

می توان آن را به روش های مختلفی ساخت. فیلتر یکی از آنهاست. فیلترها همچنین می توانند از گاز یا محلول ساخته شوند. فیلتر یک فیلتر معمولی است که با توجه به ویژگی های طیفی به فیلتر باند عبور و فیلتر قطع تقسیم می شود. تجزیه و تحلیل طیفی به فیلتر جذب و فیلتر تداخل تقسیم می شود. این عمدتا به عنوان یک پراکندگی کمکی استفاده می شود، مانند طیف سنج های گریتینگ که به عنوان جداکننده سطح طیفی برای از بین بردن همپوشانی طیفی مرتبه پایین استفاده می شود. تک رنگ از یک فیلتر تداخل برای جداسازی نور در محدوده باند بسیار باریک استفاده می کند.

فیلتر جذب

فیلترهای جذب معمولاً از شیشه ساخته می شوند که ترکیبات معدنی یا آلی مختلفی به آن اضافه می شود. این ترکیبات برخی از طول موج های نور را جذب می کنند و برخی دیگر را منتقل می کنند. همچنین می‌توان ترکیباتی را به پلاستیک‌ها (معمولاً پلی کربنات یا اکریلیک) اضافه کرد تا فیلترهای ژلی تولید کنند که سبک‌تر و ارزان‌تر از فیلترهای شیشه‌ای هستند.

فیلتر دی کرویک (فیلتر تداخلی)

فیلترهای دو رنگی (همچنین به عنوان فیلترهای «لایه نازک» یا «تداخلی» «بازتابنده» شناخته می‌شوند) می‌توانند با پوشش دادن یک زیرلایه شیشه‌ای با یک سری از پوشش‌های نوری ساخته شوند. فیلترهای دو رنگ معمولاً بخش ناخواسته نور را منعکس می کنند و بقیه را منتقل می کنند.

فیلترهای دو رنگی اصل تداخل را اتخاذ می کنند. لایه های آنها مجموعه ای پیوسته از حفره های بازتابنده را تشکیل می دهند که با طول موج مورد نظر تشدید می شوند. هنگامی که قله ها و فرورفتگی ها با هم همپوشانی دارند، سایر طول موج ها به طور مخربی حذف یا منعکس می شوند.

فیلترهای دو رنگ مخصوصاً برای کارهای علمی دقیق مناسب هستند زیرا محدوده رنگ دقیق آنها را می توان با ضخامت و ترتیب پوشش کنترل کرد. آنها معمولاً بسیار گرانتر و ظریف تر از فیلترهای جذبی هستند. آنها را می توان در دستگاه هایی مانند منشورهای دو رنگ برای دوربین ها برای جدا کردن پرتوهای نور به اجزای رنگی مختلف استفاده کرد.

تداخل سنج Fabry-Pero بر این اصل استوار است. از دو آینه برای ایجاد تشدید کننده استفاده می کند. طول موجی که از آن عبور می کند مضربی از فرکانس تشدید حفره است. نوع دیگر یک مکعب یا فیبر شفاف است که انتهای صیقلی آن آینه ای را تشکیل می دهد که برای طنین انداز با طول موج خاصی تنظیم شده است. اینها معمولاً برای جداسازی کانالها در شبکه های مخابراتی با استفاده از WDM بر روی فیبرهای نوری دوربرد استفاده می شوند.

فیلتر میان گذر

فیلترهای باند گذر تنها یک باند طول موج را منتقل می کنند و بقیه را مسدود می کنند. عرض فیلتر به عنوان محدوده طول موج هایی که اجازه عبور از آن را دارد بیان می شود و می تواند از بسیار کمتر از آنگستروم تا چند صد نانومتر باشد. این فیلتر را می توان با ترکیب فیلتر LP و فیلتر SP ساخت.

نمونه هایی از فیلترهای باند گذر فیلتر Lyot و تداخل سنج Fabry-Perot هستند. این دو فیلتر همچنین می توانند به فیلترهای قابل تنظیم تبدیل شوند تا طول موج مرکزی توسط کاربر انتخاب شود. فیلترهای باند گذر اغلب در نجوم استفاده می‌شوند تا رصد خطوط طیفی که دارای تداعی هستند را برای مردم آسان‌تر کنند.

فیلتر عبور کوتاه

فیلتر کوتاه گذر (SP) یک تداخل نوری یا فیلتر شیشه‌ای رنگی است که طول موج‌های طولانی‌تر را کاهش می‌دهد و طول موج‌های کوتاه‌تر را (از طریق) در محدوده مؤثر طیف هدف (معمولاً نواحی فرابنفش و مرئی) منتقل می‌کند. در میکروسکوپ فلورسانس، فیلترهای کوتاه گذر اغلب در آینه های دو رنگ و فیلترهای تحریک استفاده می شود.

فیلتر گذر بلند

فیلترهای Long Pass (LP) تداخل نوری یا فیلترهای شیشه‌ای رنگی هستند که طول موج‌های کوتاه‌تر را تضعیف می‌کنند و طول موج‌های طولانی‌تر را (از طریق) در محدوده مؤثر طیف هدف (فرابنفش، مرئی یا مادون قرمز) منتقل می‌کنند. در میکروسکوپ فلورسانس، فیلترهای طولانی گذر اغلب در آینه های رنگی و فیلترهای مسدود کننده (گسیلی) استفاده می شوند.

فیلترها با باندهای طیفی متمایز می شوند

فیلترها به دو دسته تقسیم می شوند:با طول توزیع طیف(یعنی ناحیه طیف):

فیلتر اشعه ماوراء بنفش

فیلتر نور مرئی

فیلتر مادون قرمز نزدیک

فیلتر مادون قرمز

فیلتر مادون قرمز دور

محدوده طول موج طیفی به شرح زیر است:

فیلترهای UV 180 ~ 400 نانومتر

فیلتر نور مرئی 400 ~ 700 نانومتر

فیلتر مادون قرمز نزدیک 700 ~ 3000 نانومتر

فیلتر مادون قرمز 3000nm~10um

نقش فیلترها در تصویربرداری بصری

1. بهبود تشخیص رنگ و تشخیص اشیا.

2. کنتراست را افزایش دهید تا ویژگی های مورد نیاز را بهتر ببینید.

3. وضوح لنز را با کوتاه کردن دامنه طول موج تصویربرداری بهبود بخشید.

4، می تواند نور روشن و نقاط داغ تولید شده توسط سطح بازتاب بالا را از بین ببرد

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید، در صورت تمایل با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما کجا هستند و نیازهای ما چیست، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.