ประเภทตัวกรองและข้อมูลจำเพาะที่สำคัญต่างๆ

ประเภทตัวกรองและข้อมูลจำเพาะที่สำคัญต่างๆ

โดยหลักการแล้ว ฟิลเตอร์กรองแสงสามารถแบ่งออกได้เป็นหลายประเภท และเราจะแนะนำประเภทของฟิลเตอร์กรองแสงประเภทต่างๆ ด้านล่างนี้

1. ตัวกรองการดูดซับ: ตัวกรองการดูดซับทำโดยการผสมสีย้อมพิเศษลงในวัสดุเรซินหรือแก้วตามความสามารถในการดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน มันสามารถมีบทบาทในการกรองตัวกรองกระจกสีเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดข้อดีคือมีความเสถียร สม่ำเสมอ คุณภาพของลำแสงดี และต้นทุนการผลิตต่ำ แต่ก็มีข้อเสียคือ passband ที่ค่อนข้างใหญ่ ซึ่งแทบจะไม่ต่ำกว่า 30 นาโนเมตร

2. ตัวกรองสัญญาณรบกวน: ตัวกรองสัญญาณรบกวนใช้วิธีการเคลือบสูญญากาศ และชั้นของฟิล์มกรองแสงที่มีความหนาเฉพาะจะเคลือบบนพื้นผิวของกระจกโดยปกติแล้วชิ้นส่วนของแก้วจะทำจากฟิล์มหลายชั้น และใช้หลักการของการแทรกสอดเพื่อให้เกิดการอนุญาตให้คลื่นแสงในช่วงสเปกตรัมเฉพาะผ่านไปได้มีตัวกรองสัญญาณรบกวนหลายประเภท และฟิลด์แอปพลิเคชันก็แตกต่างกันด้วยตัวกรองสัญญาณรบกวนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ ตัวกรองแบนด์พาส ตัวกรองการตัด และตัวกรองไดโครอิก

(1) Bandpass Filters สามารถส่งผ่านแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะหรือแถบแคบเท่านั้น และแสงที่อยู่นอก passband ไม่สามารถผ่านเข้ามาได้ตัวบ่งชี้ทางแสงหลักของตัวกรองแบนด์พาสคือ: ความยาวคลื่นกลาง (CWL), แบนด์วิดท์ครึ่งหนึ่ง (FWHM) และการส่งผ่าน (T%)ตามขนาดของแบนด์วิธ มันสามารถแบ่งออกเป็นตัวกรองแบนด์วิดท์แคบที่มีแบนด์วิธน้อยกว่า 30 นาโนเมตรตัวกรองบรอดแบนด์ที่มีแบนด์วิธมากกว่า 60 นาโนเมตร

(2) ตัวกรองตัด (ตัวกรองตัด) สามารถแบ่งสเปกตรัมออกเป็นสองส่วนแสงในบริเวณหนึ่งไม่สามารถผ่านบริเวณนี้ซึ่งเรียกว่าบริเวณตัดแสงได้ ในขณะที่แสงในบริเวณอื่นสามารถผ่านเข้ามาได้เต็มที่ ซึ่งเรียกว่าบริเวณแถบพาสฟิลเตอร์ตัดวงจรทั่วไปคือฟิลเตอร์กรองทางยาวและฟิลเตอร์กรองทางสั้นตัวกรองผ่านคลื่นยาว: หมายถึงช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ ทิศทางของคลื่นยาวจะถูกส่ง และทิศทางของคลื่นสั้นถูกตัดออก ซึ่งมีบทบาทในการแยกคลื่นสั้นตัวกรองผ่านคลื่นสั้น: ตัวกรองผ่านคลื่นสั้นหมายถึงช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ ทิศทางของคลื่นสั้นจะถูกส่ง และทิศทางของคลื่นยาวถูกตัดออก ซึ่งมีบทบาทในการแยกคลื่นยาว

(3) ไดโครอิกฟิลเตอร์ (Dichroic filter) สามารถเลือกช่วงสีเล็ก ๆ ที่ต้องการให้แสงผ่านตามความต้องการและสะท้อนแสงสีอื่น ๆมีฟิลเตอร์ประเภทอื่นๆ อีกบางประเภท: ฟิลเตอร์ความหนาแน่นเป็นกลาง (ฟิลเตอร์ความหนาแน่นเป็นกลาง) หรือที่เรียกว่าฟิล์มลดทอน ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้แหล่งกำเนิดแสงที่แรงจัดสร้างความเสียหายต่อเซ็นเซอร์ของกล้องหรือส่วนประกอบออปติก และสามารถดูดซับหรือสะท้อนแสงที่ไม่ได้ถูกดูดซับ .ส่วนของแสงที่ส่งผ่านซึ่งลดการส่งผ่านอย่างสม่ำเสมอในบางส่วนของสเปกตรัม

หน้าที่หลักของตัวกรองฟลูออเรสเซนซ์คือการแยกและเลือกแถบสเปกตรัมลักษณะเฉพาะของแสงกระตุ้นและการเรืองแสงของสารในระบบการตรวจสอบและวิเคราะห์การเรืองแสงทางชีวการแพทย์เป็นส่วนประกอบหลักที่ใช้ในเครื่องมือทางชีวการแพทย์และชีววิทยาศาสตร์

ตัวกรองดาราศาสตร์เป็นตัวกรองชนิดหนึ่งที่ใช้เพื่อลดอิทธิพลของมลพิษทางแสงที่มีต่อคุณภาพของภาพถ่ายในระหว่างขั้นตอนการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์

โดยทั่วไปตัวกรองความหนาแน่นเป็นกลางจะแบ่งออกเป็นแบบดูดซับและแบบสะท้อนแสงตัวกรองความหนาแน่นเป็นกลางแบบสะท้อนแสงใช้หลักการของการรบกวนของฟิล์มบางเพื่อส่งผ่านส่วนหนึ่งของแสงและสะท้อนส่วนอื่นของแสง (โดยปกติจะไม่ใช้แสงสะท้อนเหล่านี้อีกต่อไป) แสงสะท้อนเหล่านี้ทำให้เกิดแสงหลงทางได้ง่าย และลดความแม่นยำในการทดลอง ดังนั้นโปรดใช้ตัวรวมแสงซีรีส์ ABC เพื่อรวบรวมแสงที่สะท้อนกลับโดยทั่วไปแล้วตัวกรองความหนาแน่นเป็นกลางแบบดูดกลืนจะหมายถึงตัววัสดุเองหรือหลังจากที่องค์ประกอบบางอย่างผสมอยู่ในวัสดุ ซึ่งดูดซับความยาวคลื่นเฉพาะของแสง แต่ไม่มีผลหรือมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความยาวคลื่นอื่นๆ ของแสงโดยทั่วไป เกณฑ์ความเสียหายของการดูดซับตัวกรองความหนาแน่นเป็นกลางจะต่ำกว่า และหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน อาจมีความร้อนเกิดขึ้น ดังนั้นควรระมัดระวังเมื่อใช้งาน

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญสำหรับตัวกรองแสง

Passband: ช่วงของความยาวคลื่นที่แสงผ่านได้เรียกว่า passband

แบนด์วิดท์ (FWHM): แบนด์วิดท์คือช่วงความยาวคลื่นที่ใช้เพื่อแสดงส่วนเฉพาะของสเปกตรัมที่ผ่านตัวกรองผ่านพลังงานที่ตกกระทบ ซึ่งแสดงด้วยความกว้างที่ครึ่งหนึ่งของการส่งผ่านที่มากกว่า หรือที่เรียกว่าครึ่งหนึ่งของความกว้าง มีหน่วยเป็น nmตัวอย่างเช่น ค่าการส่งผ่านสูงสุดของตัวกรองคือ 80% จากนั้น 1/2 คือ 40% และความยาวคลื่นด้านซ้ายและขวาที่สอดคล้องกับ 40% คือ 700nm และ 750nm และแบนด์วิดท์ครึ่งหนึ่งคือ 50nmตัวกรองที่มีความกว้างครึ่งหนึ่งน้อยกว่า 20 นาโนเมตรเรียกว่าตัวกรองแถบความถี่แคบ และตัวกรองที่มีความกว้างครึ่งหนึ่งมากกว่า 20 นาโนเมตรเรียกว่าตัวกรองแถบความถี่หรือตัวกรองแถบความถี่กว้าง

ความยาวคลื่นศูนย์กลาง (CWL): หมายถึงความยาวคลื่นการส่งสูงสุดของตัวกรองแบนด์พาสหรือแนร์โรว์แบนด์ หรือความยาวคลื่นสะท้อนสูงสุดของตัวกรองแบนด์สต็อป จุดกึ่งกลางระหว่างความยาวคลื่น 1/2 ของการส่งผ่านสูงสุด นั่นคือ แบนด์วิดท์ จุดกึ่งกลางของ เรียกว่าความยาวคลื่นกลาง

ค่าการส่องผ่าน (T): หมายถึงความสามารถในการผ่านของแถบเป้าหมาย ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น ค่าการส่องผ่านสูงสุดของตัวกรอง (Tp) > 80% หมายถึงแสงที่สามารถผ่านตัวกรองได้หลังจากการลดทอนเมื่อค่าสูงสุดสูงกว่า 80% การส่องผ่านยิ่งมาก ความสามารถในการส่องผ่านของแสงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้นช่วงคัตออฟ: ใช้เพื่อแสดงช่วงความยาวคลื่นของบริเวณสเปกตรัมพลังงานที่ตัวกรองสูญเสียไป นั่นคือช่วงความยาวคลื่นนอกแถบพาสแบนด์อัตราจุดตัด (บล็อก): ค่าการส่งผ่านที่สอดคล้องกับความยาวคลื่นในช่วงจุดตัด หรือที่เรียกว่าความลึกจุดตัดใช้เพื่ออธิบายระดับจุดตัดของตัวกรองเป็นไปไม่ได้ที่การส่องผ่านของแสงจะถึง 0 การทำให้การส่องผ่านของฟิลเตอร์เข้าใกล้ศูนย์เท่านั้นจึงจะสามารถตัดสเปกตรัมที่ไม่ต้องการได้ดีขึ้นอัตราการตัดสามารถวัดได้จากการส่งผ่าน และยังสามารถแสดงด้วยความหนาแน่นของแสง (OD)ความสัมพันธ์การแปลงระหว่างมันและการส่งผ่าน (T) เป็นดังนี้: OD=log10(1/T) ความกว้างแถบการเปลี่ยน: ตามตัวกรอง ความลึกของการตัดจะแตกต่างกัน และความกว้างสเปกตรัมที่มากขึ้นที่อนุญาตระหว่างการตัดตัวกรองที่ระบุ ปิดความลึกและตำแหน่ง 1/2 ของจุดสูงสุดของการส่งผ่านความชันของขอบ: เช่น [(λT80-λT10)/λT10] *

การสะท้อนแสงสูง (HR): แสงส่วนใหญ่ที่ผ่านฟิลเตอร์จะสะท้อนกลับ

การส่องผ่านสูง (HT): การส่องผ่านสูง และการสูญเสียพลังงานของแสงที่ผ่านฟิลเตอร์มีขนาดเล็กมากมุมตกกระทบ: มุมระหว่างแสงที่ตกกระทบกับพื้นผิวปกติของตัวกรองเรียกว่ามุมตกกระทบเมื่อแสงตกกระทบในแนวดิ่ง มุมตกกระทบคือ 0°

รูรับแสงใช้งานจริง: พื้นที่ทางกายภาพที่สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพในอุปกรณ์ออปติคัลเรียกว่ารูรับแสงใช้งานจริง ซึ่งโดยปกติจะใกล้เคียงกับขนาดรูปลักษณ์ของฟิลเตอร์ มีศูนย์กลาง และมีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อยความยาวคลื่นเริ่มต้น: ความยาวคลื่นเริ่มต้นหมายถึงความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับเมื่อการส่งผ่านเพิ่มขึ้นถึง 1/2 ของพีคในฟิลเตอร์กรองคลื่นยาว และบางครั้งสามารถกำหนดเป็น 5% หรือ 10% ของพีคในแบนด์- ผ่านตัวกรอง ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับการส่งผ่าน

ความยาวคลื่นตัดออก: ความยาวคลื่นตัดออกหมายถึงความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับเมื่อการส่งผ่านในตัวกรองผ่านคลื่นสั้นลดลงเหลือ 1/2 ของค่าสูงสุดในตัวกรองแบนด์พาส บางครั้งสามารถกำหนดให้เป็นการส่งผ่านสูงสุดที่ 5% หรือ 10%ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับอัตราการผ่าน

ข้อมูลจำเพาะพื้นผิวและพารามิเตอร์มิติของตัวกรองคุณภาพพื้นผิว

คุณภาพพื้นผิวของตัวกรองส่วนใหญ่มีข้อบกพร่อง เช่น รอยขีดข่วนและหลุมบนพื้นผิวข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวที่ใช้บ่อยที่สุดคือรอยขีดข่วนและหลุมที่ระบุโดย MIL-PRF-13830Bชื่อของหลุมคำนวณโดยการหารเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมเป็นไมครอนด้วย 10 โดยปกติแล้วข้อกำหนดของหลุมเจาะจะเรียกว่าคุณภาพมาตรฐานในช่วง 80 ถึง 50คุณภาพในช่วง 60 ถึง 40;และช่วง 20 ถึง 10 จะถือว่าเป็นคุณภาพที่มีความแม่นยำสูง

คุณภาพพื้นผิว: คุณภาพพื้นผิวเป็นตัววัดความแม่นยำของพื้นผิวใช้สำหรับวัดความเบี่ยงเบนของระนาบ เช่น กระจกเงา หน้าต่าง ปริซึม หรือกระจกเงาราบความเบี่ยงเบนของความเรียบมักจะวัดโดยค่าลอน (λ) ซึ่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดทดสอบที่มีความยาวคลื่นหลายช่วง แถบหนึ่งเส้นตรงกับความยาวคลื่น 1/2 และความเรียบคือ 1λ ซึ่งแสดงถึงระดับคุณภาพทั่วไปความเรียบคือ λ/4 ซึ่งแสดงถึงระดับคุณภาพความเรียบคือ λ/20 ซึ่งแสดงถึงระดับคุณภาพที่มีความแม่นยำสูง

ค่าความคลาดเคลื่อน: ค่าความคลาดเคลื่อนของตัวกรองส่วนใหญ่จะอยู่ที่ความยาวคลื่นกึ่งกลางและครึ่งแบนด์วิดท์ ดังนั้นจึงมีการระบุช่วงค่าความคลาดเคลื่อนของผลิตภัณฑ์ตัวกรอง

ความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลาง: โดยทั่วไป อิทธิพลของค่าความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางตัวกรองจะไม่ดีนักในระหว่างการใช้งาน แต่ถ้าต้องติดตั้งอุปกรณ์ออปติคอลบนตัวยึด จะต้องพิจารณาค่าความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางโดยปกติ ค่าความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางในหน่วย (±0.1 มม.) เรียกว่าคุณภาพทั่วไป (±0.05 มม.) เรียกว่าคุณภาพความแม่นยำ และ (±0.01 มม.) เรียกว่าคุณภาพสูง

Center Thickness Tolerance: ความหนาของ Center Thickness คือความหนาของส่วนตรงกลางของตัวกรองโดยปกติ ค่าเผื่อของความหนาของศูนย์กลาง (±0.2 มม.) เรียกว่าคุณภาพทั่วไป (±0.05 มม.) เรียกว่าคุณภาพที่มีความแม่นยำ และ (±0.01 มม.) เรียกว่าคุณภาพสูง