光学滤光片术语及参数解释

2024-07-10 派大莘

光学滤光片是光学元件的一种,其主要功能是均匀地衰减所有波长的光线,而不会改变光线的颜色。光学滤光片在光学领域有着广泛的应用,例如摄影、显微镜、激光等。


 光学滤光片术语及参数解释


光学滤光片常用术语以及解释

 

中心波长(CWL):滤光片的中心波长为峰值透过率一半所在波长,适用于长/短波滤光片,但是对于带通滤光片而已,它在峰值一半处拥有两个波长,因此取这二者波长的中点作为中心波长,该波段也常常作为此滤光片的主峰波段。

 

峰值透光率(TP):即该滤光片光谱峰值最大值所在的透过比例,比例为100%时,滤光片对光的透过为无阻挡。

 

带宽(FWHM):也叫半峰全宽,不叫半带宽,表示为峰值透过率一半处的波段范围,常用于带通滤光片,如:一款滤光片的峰值透过率为90%,那么它的一半为45%处的两个波长,两个波长的差值就是该滤光片的带宽,带宽值越小,代表滤光片对光的选择性越强,在实际应用上精度也会越高。

 滤光片参数图

截止深度:滤光片对光的有效截止比率,表示截止区对阳光的有效阻止性能(实际也等同于透过率),一般要实现透光率为零是非常困难的,只能让改值趋近于0。当透过率低于10%则表现为截止,截止率表示为10%,1%,0.1%...

 

光密度(OD):作为滤光片对光阻隔性能的一个计算数值,表示为滤光片材料的遮光能力,该值由截止深度计算得出,同样也可以作为表达截止深圳的数值。计算公式为OD=-log(T),T即为透过率,低于10%则表现截止,将10%代入得出结果等于1,即OD1=0.1=10%透过率,以此类推OD2=0.01=1%。

 

截止范围,即滤光片对于光谱某段光谱的有效控制范围,一般在滤光片的规格参数内会提前划定最小波段和最大波段作为该元件的有效截止范围,截止范围的选择可能与滤光片的基材和加工手段有关。

 

斜率,表示光谱中从截止带到高透射带的陡峭程度,比如高透射波长的百分比。例如,当描述一个斜率为1%的500nm长波通滤光片时,这意味着从截止点开始,滤光片的透射率在1%的500nm(峰值波长)波长范围内(即5nm)从低透射率迅速增加到高透射率。

 

db值,常用于中性密度滤光片,也叫ND滤光片、ND滤镜,由于对光的不同波长都是等效衰减,所以一般只看db值,db值(常用D表示)计算公式与透过率有关,为D = -10 * log10(T),当透过率T=0.001即0.1%我们代入公式中,得出D = -10 * log10(0.001),得出D ≈ -10 * (-3),也就是D = 30 dB,因此在实际的应用中我们可以通过db值确定滤光片对光的衰减能力。

 

相关应用

摄影:在摄影中,ND滤镜常用于减弱光线强度,延长曝光时间,或在明亮环境下使用大光圈进行拍摄。

显微镜:在显微镜观察中,ND滤镜常用于减弱光线强度,保护细胞免受光损伤。

激光:在激光应用中,ND滤镜常用于减弱激光强度,防止眼睛或其他器件受到损伤。

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