濾光片常見(jiàn)參數(shù)及選型

濾光片常見(jiàn)參數(shù)

（1）通帶：光能夠通過(guò)的所在波長(zhǎng)區(qū)域范圍。

（2）帶寬（FWHM）：不同于通帶的概念，它是指通帶范圍內(nèi)最大透過(guò)率一半位置處的波段范圍。又稱(chēng)半寬。

        例如，如果濾光片的最大透射率是 90%，那么濾光片達(dá)到透射率之 45% 時(shí)的波長(zhǎng)將定義 FWHM 的上限和下限。

（3）中心波長(zhǎng)（CWL）：帶寬的中心位置為中心波長(zhǎng)或指濾光片在實(shí)際應(yīng)用中所使用的波長(zhǎng)。

傳統(tǒng)的鍍膜光學(xué)濾光片傾向于在中心波長(zhǎng)附近達(dá)到最大的透射率，而鍍加硬膜的光學(xué)濾光片往往在光譜帶寬上有相當(dāng)平坦的傳輸輪廓。

4）透射率（T）：對(duì)可透過(guò)波段的光的透射能力。用百分比來(lái)表示。

例如：濾光片峰值透射率（Tp）＞80％，是指光通過(guò)濾光片衰減后能夠透過(guò)的最大值在80％之上，透射率越大，代表透光能力越好。

（5）峰值透射率：濾光片損耗后能透過(guò)的最大值。

（6）截止范圍：通帶之外的波段范圍。

（7）截止率：(Block）：截止范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的透過(guò)率，又叫截止深度，用

來(lái)描述濾光片截止程度，透光率想要達(dá)到0 是不可能的，只能讓濾光片的透過(guò)率接近于零，才能夠更好的截止不想要的光譜。截止率可以用透過(guò)率來(lái)衡量，也可以用光密度（OD）來(lái)表示，它與透過(guò)率（T）的換算關(guān)系如下：OD=log10（1/T）。

（8）過(guò)渡帶寬度：根據(jù)濾光片截止深度不同，只定的濾光片截止深度和透過(guò)率峰1/2 位置處之間允許的最大光譜寬度。

（9）斜率：通常描述邊緣濾光片從高截止轉(zhuǎn)換為高透射率的帶寬。可以從各種起點(diǎn)和終點(diǎn)只定斜率，作為截止波長(zhǎng)的百分比。

例如，將期望具有 1% 斜率的500 納米長(zhǎng)波通濾光片在 5 納米（500 納米的 1%）帶寬上從 10% 的透射率轉(zhuǎn)換為 80% 的透射率。

（10）入射角度：入射光與濾光片表面法線之間的夾角稱(chēng)為入射角度，當(dāng)光線垂直入射時(shí)，其入射角為0°。

（11）有效孔徑：光學(xué)器件中能有效利用的物理區(qū)域叫做有效孔徑，通常和濾光片的外觀尺寸相似，同心，尺寸略小。

（12）起始波長(zhǎng)：在長(zhǎng)波通濾光片中透射率增加至峰值的1/2 時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，在帶通濾光片中有時(shí)也可定義為5％或10％的峰值透過(guò)率所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。

（13）截止波長(zhǎng)：指在短波通濾光片中透射率降低至峰值的1/2 時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，在帶通濾光片中有時(shí)也可定義為5％或10％的峰值透過(guò)率所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。

（14）表面質(zhì)量：濾光片的表面質(zhì)量，主要其表面會(huì)不可避免地有一些劃痕和坑點(diǎn)等缺陷，表面質(zhì)量常用的規(guī)格是由MIL-PRF-13830B 說(shuō)明的劃痕和坑點(diǎn)規(guī)格，坑點(diǎn)名稱(chēng)是通過(guò)以微米計(jì)的坑點(diǎn)直徑除以10 來(lái)計(jì)算的，通常劃痕坑點(diǎn)規(guī)格在80至 50 范圍內(nèi)將稱(chēng)之為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量；在 60 至 40 范圍內(nèi)視為精確質(zhì)量；而在 20 至10 范圍內(nèi)將視為高精度質(zhì)量。

（15）表面平滑度：表面平面度是測(cè)量表面精度的一種，它用于測(cè)量反射鏡、窗口片、棱鏡或平光鏡等平面的偏差，平滑度的偏差通常是按波紋值（λ）來(lái)測(cè)量的，它們是由多個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)試源組成，一個(gè)條紋對(duì)應(yīng)1/2 的波長(zhǎng)，平滑度為1λ，

則代表一般的質(zhì)量級(jí)別；平滑度為λ/4，則代表精確的質(zhì)量級(jí)別；平滑度為λ/20，則代表高精度的質(zhì)量級(jí)別。

（16）直徑公差：一般情況下，濾光片直徑的公差影響在使用過(guò)程中的影響不是很大，但是要將光學(xué)器件安裝在固定器上的話，就要考慮直徑公差了。通常情況下，直徑的公差在（±0.1 mm）稱(chēng)為一般質(zhì)量，（±0.05 mm）稱(chēng)為精密質(zhì)量，（±0.01 mm）稱(chēng)為高質(zhì)量。

（17）中心厚度公差中心厚度是表示濾光片中心部分的厚度。通常情況下，中心厚度的公差在（±0.2mm）稱(chēng)為一般質(zhì)量，（±0.05mm）稱(chēng)為精密質(zhì)量，（± 0.01mm）稱(chēng)為高質(zhì)量。

選型參數(shù)

挑選合適的濾光片產(chǎn)品時(shí)，除了材質(zhì)、尺寸和外觀這些基礎(chǔ)參數(shù)，對(duì)不同類(lèi)型還需關(guān)注不同的性能參數(shù)：

1、帶通/陷波濾光片：

需要關(guān)注的參數(shù)有：中心波長(zhǎng)、半高寬、通帶透過(guò)率、阻帶光密度和損傷閾值等。

中心波長(zhǎng)：一般濾光片的中心波長(zhǎng)需要匹配光源。根據(jù)中心波長(zhǎng)可將帶通濾光片分為紫外帶通濾光片、可見(jiàn)光帶通濾光片和紅外帶通濾光片。

半高寬：根據(jù)半高寬的大小，這類(lèi)濾光片有了更細(xì)致的分類(lèi)，比如寬帶、窄帶等。半高寬越小，濾光就越精細(xì)。

通帶透過(guò)率：描述了在透射波段的透過(guò)率，通帶透過(guò)率越高越好。

阻帶光密度：描述了在被阻擋波段的透過(guò)率，阻帶透過(guò)率越低越好，一般用光密度（OD）來(lái)描述，高光密度值表示低透射率，低光密度則表示高透射率，即阻帶光密度越大越好。

損傷閾值：反映了對(duì)光能量的承受能力，損傷閾值應(yīng)大于入射光能量，避免損壞。

2、邊通濾光片/二向色鏡

需要關(guān)注的參數(shù)有：截止類(lèi)型、截止或起始波長(zhǎng)、過(guò)渡帶帶寬、通帶透過(guò)率、阻帶光密度/反射率和損傷閾值等。

截止類(lèi)型：常見(jiàn)的有長(zhǎng)波通、短波通兩種，即超過(guò)/低于特定波長(zhǎng)的光透射/反射。有一類(lèi)特殊的多波段二向色鏡可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)波段透射。

截止或起始波長(zhǎng)：一般建議過(guò)渡帶的波段范圍中不含光源波長(zhǎng)。

通帶透過(guò)率：通帶透過(guò)率越高越好。

阻帶光密度：阻帶透過(guò)率越低越好，阻帶光密度越大越好。

反射率：在二向色鏡中描述了在反射波段的反射率，反射率越高越好。

損傷閾值：反映了對(duì)光能量的承受能力，損傷閾值應(yīng)大于入射光能量，避免損壞。

3、中性密度濾光片

需要關(guān)注的參數(shù)有：工作波長(zhǎng)、透過(guò)率（光密度）、光密度公差和損傷閾值等。

工作波長(zhǎng)：主要由基底材質(zhì)和鍍膜決定，一般為寬帶，也可分為紫外衰減片、可見(jiàn)光衰減片和紅外衰減片。

透過(guò)率：用光密度表示，即 OD 值，有時(shí)光密度也用衰減量（A）來(lái)描述，單位為dB，OD 值越大，透過(guò)率越低，衰減量越大。

光密度公差：反映了在工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)光衰減的均勻性，公差越小，均勻性約好。

損傷閾值：反映了對(duì)光能量的承受能力，損傷閾值應(yīng)大于入射光能量，避免損壞。通常反射型衰減片的損傷閾值高于吸收型衰減片。

其他分類(lèi)：

根據(jù)主要應(yīng)用領(lǐng)域，濾光片可分為熒光濾光片、拉曼濾光片、天文學(xué)濾光片、機(jī)器視覺(jué)濾光片等。其中熒光濾光片根據(jù)本身功能的不同，可分為激發(fā)濾光片、發(fā)射濾光片和二向色濾光片。