光强衰减:滤光片的db值

2024-06-25 林树鑫

滤光片的使用,我们一般会看到一些带符号的db值,尤其在ND滤光片中,我们也叫中性密度滤光片、光学衰减片或ND镜,这类滤光片具有对入射光束能量进行衰减,由于这种光衰减作用是非选择性的,也就是对不同波长光线都是等效衰减的,所以会被标记上负多少的衰减值,这种衰减光强的主要特点就是不改变光谱能量分布。


 光强衰减:滤光片的db值


db值是怎么计算出来的?

dB值(分贝值)在中性密度滤光片中用于表示光强的相对衰减量,它与透过率(T)之间存在直接的数学关系。

首先,我们需要了解透过率(T)与光密度(OD)之间的关系。光密度(OD)是一个无量纲的数值,它描述了滤光片对光的衰减能力。光密度(OD)与透过率(T)之间的关系可以用以下公式表示:OD = -log10(T)或者T = 10^(-OD),其中,T是透过率(一个介于0和1之间的小数),OD是光密度。

 

db值与透过率的关系

在光学中,dB(分贝)通常用于表示光强的相对变化或衰减量,dB值与透过率之间的关系是基于功率比的对数表示的,对于中性密度滤光片来说,我们通常关心的是光强的衰减,但dB的概念实际上是基于功率的,在光学中,当光强与功率成正比时,我们可以近似地将dB值用于描述光强的衰减。dB值与其透过率(T)成反比关系。透过率越低,dB值越高,表示滤光片对光的衰减能力越强。


在这种情况下,dB值(通常用D表示)与透过率(T)之间的关系可以用以下公式表示:D = -10 * log10(T)

注意这里与光密度(OD)的公式相似,但多了一个系数-10。这是因为dB是一个以10为底的对数单位,用于描述功率或强度的相对变化。

 

假设,一块中性密度滤光片的标记为“-30dB”时,它意味着该滤光片具有非常高的光衰减能力。具体来说,这个标记通常对应于滤光片的可见光透过率为0.1%(或0.001)。这意味着通过该滤光片后,只有原始光强的0.1%能够透过。


计算示例:

假设我们有一个中性密度滤光片,其透过率为0.1%(即T=0.001)。要计算这个滤光片的dB值,我们可以使用上面的公式:

D = -10 * log10(0.001)

D ≈ -10 * (-3)

D = 30 dB

因此,这个滤光片的dB值为30。

 

通过上面的计算,我们可知中性密度滤光片的dB值是通过其透过率计算得出的,它表示了滤光片对光强的衰减能力。dB值越高,滤光片对光的衰减能力越强。在实际应用中,我们可以根据具体需求选择合适dB值的中性密度滤光片来控制光强。

标签: db值
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