帶通濾光片教程

帶通濾光片結(jié)構(gòu)

帶通濾光片是通過在基底表面沉積多層光學(xué)材料制備而成的。通常情況下，多個介質(zhì)膜堆由間隔層隔開。介質(zhì)膜堆由大量高折射率和低折射率的介質(zhì)材料層交替組成。介質(zhì)膜堆中每層膜的厚度為λ/4，其中，λ為帶通濾光片的中心波長(即濾光片最大透過率處對應(yīng)的波長)。間隔層位于介質(zhì)膜堆之間，厚度為(nλ)/2，其中n為整數(shù)。間隔層可以是有色玻璃、環(huán)氧樹脂、染料、金屬或介質(zhì)層。法布里-珀羅腔就是由兩個介質(zhì)膜堆和中間的間隔層組成的。濾光片安裝在刻有標(biāo)記的金屬環(huán)中，能保護(hù)濾光片，且便于操作。

濾光片工作原理概述

法布里-珀羅腔的相長干涉條件能有效透過中心波長和中心波長兩側(cè)很小范圍內(nèi)的光，而相消干涉能防止通帶以外的光透射。但是，中心波長任意一側(cè)的截止帶寬都很小。為了增大濾光片的截止帶寬，可以用寬帶截止材料作為間隔層或者基底，或者在間隔層或者基底上鍍寬帶截止材料。雖然這些材料能有效地截止通帶以外的入射光透射，但它們也會減小濾光片通帶以內(nèi)的透射率。

該示意圖中顯示的層數(shù)并不代表實(shí)際帶通濾光片的層數(shù)（該圖也不是按比例繪制的）

濾光片方向

濾光片的邊緣刻有箭頭，用來標(biāo)明光透射濾光片的推薦方向。雖然濾光片的任意一面朝向光源都能起到濾光的作用，但是將鍍膜面朝向光源效果更佳。這樣能最/大程度地降低截止基底或有色玻璃濾光片層吸收通帶外的輻射而引起的熱效應(yīng)或者可能產(chǎn)生的熱損傷。右圖為濾光片在低強(qiáng)度寬帶光源照明下測得的透射率與波長的函數(shù)關(guān)系曲線圖。該圖表明透射濾光片的方向?qū)Τ錾涔獾墓鈴?qiáng)和光譜影響很小。光線從正面和背面入射之間的最小差異很可能是由于濾光片移動、翻轉(zhuǎn)和更換時微小的入射角度變化而引起的。

使用濾光片時，已準(zhǔn)直的光應(yīng)垂直入射到濾光片的表面。當(dāng)未準(zhǔn)直的光或者光非垂直入射到濾光片表面時，中心波長(透射率峰值對應(yīng)的波長)將向短波長移動，且透射波段(通帶)形狀會發(fā)生變化。稍稍改變?nèi)肷浣嵌?，就能在小范圍?nèi)有效地調(diào)節(jié)濾光片的通帶。而入射角度變化較大時，將引起中心波長的大幅度變化，而且還將明顯扭曲通帶的形狀，甚至?xí)?dǎo)致通帶透過率明顯下降。

濾光片溫度

通過改變?yōu)V光片的溫度可以微調(diào)帶通濾光片的中心波長(～在濾光片的工作范圍內(nèi)約1 nm)。這主要是由膜層輕微的熱膨脹或收縮引起的。

上面的曲線圖顯示的是FB800-10和FB800-40濾光片的測量結(jié)果