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光學濾光片的作用原理及應用
日期：2025-09-10 18:52
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摘要：光學濾光片的作用原理及應用
濾光片能衰減光強度，改變光譜成分或限定振動面的光學零件。濾光片的一個共性，就是沒有任何濾光片能讓天體的成像變得更明亮，因為所有的濾光片都會吸收某些波長，從而使物體變得更暗。
濾光片的原理
濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過，如此類推。玻璃片的折射率原本與空氣差不多，所有色光都可以通過，所以是透明的，但是染了染料后，分子結構變化，折射率也發生變化，對某些色光的通過就有變化了。比如一束白光通過藍色濾光片，射出的是一束藍光，而綠光、紅光極少，大多數被濾光片吸收了。
濾光片的原理.j
如果濾光片的濾光波長為520nm，那么它對520nm波長的光吸收*大，對520nm左右波長光的吸收隨著波長的增加或減少而遞減，這取決于該濾光片的半波寬，超過半波寬的兩倍，光即不被吸收，可完全通過。
濾光片的作用
濾光片的作用很大。廣泛用于攝影界。一些攝影大師拍攝的風景畫，為什么主景總是那么突出，是怎樣做到的?這就用到了濾光片。比如你想用相機起拍一朵黃花，背景是藍天、綠葉，如果按照平常拍，就不能突出“黃花”這個主題，因為黃花的形象不夠突出。
但是，如果在鏡頭前放一個黃色濾光片，阻擋一部分綠葉發出的綠光、藍天發出的藍光，而讓黃花發出的黃光大量通過，這樣，黃花就顯得十分明顯了，突出了“黃花”這個主題。
濾光片的分類
濾光片一般式按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應用特點等特性進行分類。
濾光片按照光譜特性分類可以分為帶通濾光片截止濾光片、二向分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片等;濾光片按照光譜波段分類可以分為紫外波段濾光片、可見光濾光片和紅外波段濾光片;濾光片按照應用膜層材料分類可以分為軟膜濾光片和硬膜濾光片;濾光片按照應用特點分類可以分為醫用生化儀用濾光片、熒光顯微鏡用濾光片、多波段硬膜濾光片等。
常見的濾光片有帶通濾光片，彩色濾光片，紅外濾光片，干涉濾光片，紅外截止濾光片，衰減片，窄帶濾光片及分光片、光學鏡片等等。如低通濾光片主要用于CCD和CMOS上其作用是：①濾除光線中的紅外光;②修整進光。
干涉濾光片
利用干涉原理只使特定光譜范圍的光通過的光學薄膜。通常由多層薄膜構成。干涉濾光片種類繁多，用途不一，常見干涉濾光片分截止濾光片和帶通濾光片兩類。
截止濾光片：
截止濾光片能把光譜范圍分成兩個區，一個區中的光不能通過(截止區)，而另一區中的光能充分通過(通帶區)。典型的截止濾光片有低通濾光片(只允許長波光通過)和高通濾光片(只允許短波光通過)，它們均為多層介質膜，具有由高折射率層和低折射率層交替構成的周期性結構。
例如，*簡單的高通濾光片的結構為g(L/2)(HL)mH(L/2)a，其中g代表玻璃(光學元件材料)，a代表膜外空氣，L和H分別代表厚度為1/4波長的低折射率層和高折射率層，L/2則代表厚度為1/8波長的低折射率層，m為周期數。
類似地，低通濾光片的結為g(H/2)L(HL)(H/2)a。一種具有對稱型周期膜系的高通和低通濾光片的結構分別為g(0.5LH0.5L)ma和g(0.5HL0.5H)ma。
濾光片的分類.jpg
帶通濾光片：
帶通濾光片只允許較窄波長范圍的光通過，常見的是法布里-珀羅型濾光片，它實質上是一個法布里-珀羅標準具。具體結構為：玻璃襯底上涂一層半透明金屬層，接著涂一層氟化鎂隔層，再涂一層半透明金屬層，兩金屬層構成了法布里-珀羅標準具的兩塊平行板。
當兩極的間隔與波長同數量級時，透射光中不同波長的干涉高峰分得很開，利用別的吸收型濾光片可把不允許透過的光濾掉，從而得到窄通帶的帶通濾光片，其通頻帶寬度遠比普通吸收型濾光片要窄。另外還有全電介質的法布里-珀羅型濾光片。
根據需要，帶通濾光片的通頻帶可從紅外到紫外。在可見光區，彩色電視攝像機中可利用這種濾光片把像分離成不同顏色;在紅外區，常用于二氧化碳激光器、導 彈制導系統及衛星傳感器等。
薄膜濾光片
薄膜濾光片的主要特點是尺寸可做得相當大。
薄膜濾光片，又分為薄膜吸收濾光片和薄膜干涉濾光片兩種。前者是在特定材料片基上，用化學浸蝕使吸收線正好位于需要的波長處。一般透過的波長較長多用做紅外濾光片。后者是在一定片基，用真空鍍膜法交替形成具有一定厚度的高折射率或低折射率的金屬-介質-金屬膜，或全介質膜，構成一種低級次的多級串聯實心法布里-珀涉儀。膜層的材料厚度和串聯方式的選擇，由所需要的中心波長和透射帶寬λ確定。
濾光片的原理
濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過，如此類推。玻璃片的折射率原本與空氣差不多，所有色光都可以通過，所以是透明的，但是染了染料后，分子結構變化，折射率也發生變化，對某些色光的通過就有變化了。比如一束白光通過藍色濾光片，射出的是一束藍光，而綠光、紅光極少，大多數被濾光片吸收了。
濾光片的原理.j
如果濾光片的濾光波長為520nm，那么它對520nm波長的光吸收*大，對520nm左右波長光的吸收隨著波長的增加或減少而遞減，這取決于該濾光片的半波寬，超過半波寬的兩倍，光即不被吸收，可完全通過。
濾光片的作用
濾光片的作用很大。廣泛用于攝影界。一些攝影大師拍攝的風景畫，為什么主景總是那么突出，是怎樣做到的?這就用到了濾光片。比如你想用相機起拍一朵黃花，背景是藍天、綠葉，如果按照平常拍，就不能突出“黃花”這個主題，因為黃花的形象不夠突出。
但是，如果在鏡頭前放一個黃色濾光片，阻擋一部分綠葉發出的綠光、藍天發出的藍光，而讓黃花發出的黃光大量通過，這樣，黃花就顯得十分明顯了，突出了“黃花”這個主題。
濾光片的分類
濾光片一般式按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應用特點等特性進行分類。
濾光片按照光譜特性分類可以分為帶通濾光片截止濾光片、二向分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片等;濾光片按照光譜波段分類可以分為紫外波段濾光片、可見光濾光片和紅外波段濾光片;濾光片按照應用膜層材料分類可以分為軟膜濾光片和硬膜濾光片;濾光片按照應用特點分類可以分為醫用生化儀用濾光片、熒光顯微鏡用濾光片、多波段硬膜濾光片等。
常見的濾光片有帶通濾光片，彩色濾光片，紅外濾光片，干涉濾光片，紅外截止濾光片，衰減片，窄帶濾光片及分光片、光學鏡片等等。如低通濾光片主要用于CCD和CMOS上其作用是：①濾除光線中的紅外光;②修整進光。
干涉濾光片
利用干涉原理只使特定光譜范圍的光通過的光學薄膜。通常由多層薄膜構成。干涉濾光片種類繁多，用途不一，常見干涉濾光片分截止濾光片和帶通濾光片兩類。
截止濾光片：
截止濾光片能把光譜范圍分成兩個區，一個區中的光不能通過(截止區)，而另一區中的光能充分通過(通帶區)。典型的截止濾光片有低通濾光片(只允許長波光通過)和高通濾光片(只允許短波光通過)，它們均為多層介質膜，具有由高折射率層和低折射率層交替構成的周期性結構。
例如，*簡單的高通濾光片的結構為g(L/2)(HL)mH(L/2)a，其中g代表玻璃(光學元件材料)，a代表膜外空氣，L和H分別代表厚度為1/4波長的低折射率層和高折射率層，L/2則代表厚度為1/8波長的低折射率層，m為周期數。
類似地，低通濾光片的結為g(H/2)L(HL)(H/2)a。一種具有對稱型周期膜系的高通和低通濾光片的結構分別為g(0.5LH0.5L)ma和g(0.5HL0.5H)ma。
濾光片的分類.jpg
帶通濾光片：
帶通濾光片只允許較窄波長范圍的光通過，常見的是法布里-珀羅型濾光片，它實質上是一個法布里-珀羅標準具。具體結構為：玻璃襯底上涂一層半透明金屬層，接著涂一層氟化鎂隔層，再涂一層半透明金屬層，兩金屬層構成了法布里-珀羅標準具的兩塊平行板。
當兩極的間隔與波長同數量級時，透射光中不同波長的干涉高峰分得很開，利用別的吸收型濾光片可把不允許透過的光濾掉，從而得到窄通帶的帶通濾光片，其通頻帶寬度遠比普通吸收型濾光片要窄。另外還有全電介質的法布里-珀羅型濾光片。
根據需要，帶通濾光片的通頻帶可從紅外到紫外。在可見光區，彩色電視攝像機中可利用這種濾光片把像分離成不同顏色;在紅外區，常用于二氧化碳激光器、導 彈制導系統及衛星傳感器等。
薄膜濾光片
薄膜濾光片的主要特點是尺寸可做得相當大。
薄膜濾光片，又分為薄膜吸收濾光片和薄膜干涉濾光片兩種。前者是在特定材料片基上，用化學浸蝕使吸收線正好位于需要的波長處。一般透過的波長較長多用做紅外濾光片。后者是在一定片基，用真空鍍膜法交替形成具有一定厚度的高折射率或低折射率的金屬-介質-金屬膜，或全介質膜，構成一種低級次的多級串聯實心法布里-珀涉儀。膜層的材料厚度和串聯方式的選擇，由所需要的中心波長和透射帶寬λ確定。
上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件?的高科技企業，公司成立２００５年，專業的光電鍍膜公司，公司產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
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