濾光片常見參數及選型

濾光片常見參數

（1）通帶：光能夠通過的所在波長區域范圍。

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

        例如，如果濾光片的最大透射率是 90%，那么濾光片達到透射率之 45% 時的波長將定義 FWHM 的上限和下限。

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

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

4）透射率（T）：對可透過波段的光的透射能力。用百分比來表示。

例如：濾光片峰值透射率（Tp）＞80％，是指光通過濾光片衰減后能夠透過的最大值在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）：截止范圍內的波長所對應的透過率，又叫截止深度，用

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

（8）過渡帶寬度：根據濾光片截止深度不同，只定的濾光片截止深度和透過率峰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換為高透射率的帶寬。可以從各種起點和終點只定斜率，作為截止波長的百分比。

例如，將期望具有 1% 斜率的500 納米長波通濾光片在 5 納米（500 納米的 1%）帶寬上從 10% 的透射率轉換為 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為入射角度，當光線垂直入射時，其入射角為0°。

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

（12）起始波長：在長波通濾光片中透射率增加至峰值的1/2 時所對應的波長，在帶通濾光片中有時也可定義為5％或10％的峰值透過率所對應的波長。

（13）截止波長：指在短波通濾光片中透射率降低至峰值的1/2 時所對應的波長，在帶通濾光片中有時也可定義為5％或10％的峰值透過率所對應的波長。

（14）表面質量：濾光片的表面質量，主要其表面會不可避免地有一些劃痕和坑點等缺陷，表面質量常用的規格是由MIL-PRF-13830B 說明的劃痕和坑點規格，坑點名稱是通過以微米計的坑點直徑除以10 來計算的，通常劃痕坑點規格在80至 50 范圍內將稱之為標準質量；在 60 至 40 范圍內視為精確質量；而在 20 至10 范圍內將視為高精度質量。

（15）表面平滑度：表面平面度是測量表面精度的一種，它用于測量反射鏡、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）來測量的，它們是由多個波長的測試源組成，一個條紋對應1/2 的波長，平滑度為1λ，

則代表一般的質量級別；平滑度為λ/4，則代表精確的質量級別；平滑度為λ/20，則代表高精度的質量級別。

（16）直徑公差：一般情況下，濾光片直徑的公差影響在使用過程中的影響不是很大，但是要將光學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）稱為一般質量，（±0.05 mm）稱為精密質量，（±0.01 mm）稱為高質量。

（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）稱為一般質量，（±0.05mm）稱為精密質量，（± 0.01mm）稱為高質量。

選型參數

挑選合適的濾光片產品時，除了材質、尺寸和外觀這些基礎參數，對不同類型還需關注不同的性能參數：

1、帶通/陷波濾光片：

需要關注的參數有：中心波長、半高寬、通帶透過率、阻帶光密度和損傷閾值等。

中心波長：一般濾光片的中心波長需要匹配光源。根據中心波長可將帶通濾光片分為紫外帶通濾光片、可見光帶通濾光片和紅外帶通濾光片。

半高寬：根據半高寬的大小，這類濾光片有了更細致的分類，比如寬帶、窄帶等。半高寬越小，濾光就越精細。

通帶透過率：描述了在透射波段的透過率，通帶透過率越高越好。

阻帶光密度：描述了在被阻擋波段的透過率，阻帶透過率越低越好，一般用光密度（OD）來描述，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：反映了對光能量的承受能力，損傷閾值應大于入射光能量，避免損壞。

2、邊通濾光片/二向色鏡

需要關注的參數有：截止類型、截止或起始波長、過渡帶帶寬、通帶透過率、阻帶光密度/反射率和損傷閾值等。

截止類型：常見的有長波通、短波通兩種，即超過/低于特定波長的光透射/反射。有一類特殊的多波段二向色鏡可以實現在多個波段透射。

截止或起始波長：一般建議過渡帶的波段范圍中不含光源波長。

通帶透過率：通帶透過率越高越好。

阻帶光密度：阻帶透過率越低越好，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：反映了對光能量的承受能力，損傷閾值應大于入射光能量，避免損壞。

3、中性密度濾光片

需要關注的參數有：工作波長、透過率（光密度）、光密度公差和損傷閾值等。

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

透過率：用光密度表示，即 OD 值，有時光密度也用衰減量（A）來描述，單位為dB，OD 值越大，透過率越低，衰減量越大。

光密度公差：反映了在工作波長范圍內對光衰減的均勻性，公差越小，均勻性約好。

損傷閾值：反映了對光能量的承受能力，損傷閾值應大于入射光能量，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：

根據主要應用領域，濾光片可分為熒光濾光片、拉曼濾光片、天文學濾光片、機器視覺濾光片等。其中熒光濾光片根據本身功能的不同，可分為激發濾光片、發射濾光片和二向色濾光片。