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          定制濾光片應該考慮的光學參數(附圖)


          濾光片的作用是透射或反射特定波長,通常用于衰減或加強圖像或將圖像分成兩個控制亮度水平相對的相同圖像。了解濾光片的相關參數,有助于用戶選擇合適的濾光片以及精確定制濾光片

          1、定制濾光片應該考慮的光學參數
          中心波長
          中心波長(CWL)通常用于表示帶通濾光片的峰值透射波長,或是陷波濾光片的峰值反射波長。精確地說,應該為在峰值透射率為50%的波長之間的中點,即半峰全寬(FWHM)的中點(見圖1)。干涉濾光片的峰值則通常不會位于波長中點。

          圖1: 中心波長和半峰全寬說明

          圖2:截止范圍說明

          帶寬
          帶寬是一個波長范圍,用于表示頻譜通過入射能量穿過濾光片的特定部分。帶寬又稱為FWHM(圖1)。

          透過率

          透過率指目標波段的通光能力,通常以百分比表示,如透過率≥90%,數值越大,代表透光能力越好
          截止范圍
          截止范圍是用于表示通過濾光片衰減的能量光譜區域的波長間隔(圖2)。截止的程度又稱之為截止深度,通常用光密度或者透射率說明
          光密度
          光密度(OD)描述濾光片截止程度,并且與穿過的能量透射量有關(方程式1–2)。光密度值越高透射率越低,圖3示意了三種不同的光密度:OD 1.0,OD 1.3和OD 1.5分別對應的透射率

                                        

          圖3:光密度說明

          入射角度

          入射光線和濾光片表面法線之間的夾角。當光線正入射時,入射角為0°。

          有效孔徑

          光學系統中有效利用的物理區域。通常于濾光片的外觀尺寸相似,同心,尺寸略小些。

          起始波長(開關波長)
          起始波長是用于表示在長波通濾光片中透射率增加至50%波長的術語。起始波長由圖5中的λcut-on起始表示
          截止波長(開關波長)
          截止波長是用于表示在短波通濾光片中透射率降低至50%波長的術語。截止波長由圖6中的λcut-off截止表示


          圖5: 起始波長說明

          圖6: 截止波長說明

          公差(光學參數)

          以帶通濾光片為例,中心波長、半寬、起始波長等都有公差,因此定購產品時一定要標明公差范圍。

          公差越小,制造難度越大,成本越高。用戶可以根據實際需要,提出合理公差范圍。 

          2、濾光片的尺寸參數

          直徑公差:
          圓形光學元件的直徑公差提供了一個可接受的直徑值范圍。 此生產規格會因制作光學產品的某些光學加工公司的技術水平和能力而有所不同。雖然直徑公差不會對光學產品本身的光學性能產生任何影響,但如果要在任何一種固定器上安裝光學產品,則它是您必須考慮的一種非常重要的機械公差。 例如,如果透鏡的直徑與其標稱值存有偏差,則有可能使已安裝的組件中的機械軸偏離光學軸,從而導致光的偏心。 通常,直徑的生產公差為:+0.00/-0.10 mm表示一般質量,+0.00/-0.050 mm表示精密質量,+0.000/-0.010 mm則為高質量.
          中心厚度公差:
          光學元件(最典型的是透鏡)的中心厚度,測量的是光學元件中心部分的材料厚度。中心厚度是通過透鏡的機械軸來測量的,該機械軸是作為透鏡外部邊緣之間的軸來定義的。 透鏡中心厚度的變化會影響光學性 能,這是因為中心厚度及其曲率半徑會決定光線穿過透鏡的光學路徑長度。通常,中心厚度的生產公差為: +/-0.20 mm表示一般質量,+/-0.050 mm表示精密質量,+/-0.010 mm則為高質量.
          通光孔徑
          通光孔徑是指光學元件的直徑或必須滿足各種規格的光學元件的尺寸。由于生產的限制,實際上通光孔徑要比實際元件的直徑或尺寸要略小一些。

          3、濾光片的表面規格

          表面質量
          光學表面的質量用來衡量光學產品表面特性,并且涵蓋了一些劃痕和坑點等瑕疵。這些表面的大部分瑕疵純粹是表面上的瑕疵,并不會對系統性能產生很大的影響,雖然,它們可能會使系統通光量出現微小的下滑,使散射光出現更細微的散射。然而,有些表面會對這些影響更敏感,如:(1)圖像平面的表面,因為這些瑕疵會產生聚焦,以及具有高功率級別的表面,因為這些瑕疵會增加能量吸收并毀壞光學產品。表面質量最常用的規格是由MIL-PRF-13830B說明的劃痕和坑點規格。通過將表面的劃痕與在受控的照明條件下提供的一系列標準劃痕進行對比,來確定劃痕名稱。因此,劃痕名稱不是描述其實際的劃痕,而是根據MIL規格將其與標準的劃痕進行比較。然而,坑點名稱直接與表面的點或小坑有關??狱c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之間將視為標準質量,在60至40之間為精確質量,而在20至10之間將視為高精度質量。
          表面平面度
          表面平面度是一種測量表面精度的規格類型,它用于測量反射鏡、窗口片、棱鏡或平光鏡等平面的偏差。您可以使用光學平晶來測量此偏差,該平晶是一種高質量、高精度的參考平面,用于比較試樣的平滑度。當所測試的光學產品的平面靠著光學平晶放置時,會出現條紋,其形狀表示所檢測的光學產品的表面平滑度。如果這些條紋間隔相等,并且是平行的直線,那么被檢測的光學表面至少像參考光學平晶一樣平展。如果條紋是彎曲的,則兩個虛線(一個虛線與條紋中點相切,另一個虛線穿過同一個條紋的端點)之間的條紋數量會指出平滑度錯誤。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½的波長。平滑度為1λ,則表示一般的質量級別;平滑度為λ/4,則表示精確的質量級別;平滑度為λ/20,表示高精度的質量級別。

          FA-VISION是專業的光學器件提供商,其產品包括:窄帶濾光片、長通濾光片、機器視覺濾光片、紅外濾光、中性密度濾光片等,歡迎查詢

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