吸收型濾光片就是有色玻璃,可以吸收特定波長(zhǎng)光的特性。吸收型濾光片透過率和玻璃基底的厚度有關(guān)系。吸收型濾光片的波長(zhǎng)和寬帶對(duì)光源的入射角度并不敏感,但是隨著入射角度的變化玻璃基底厚度也會(huì)增加,透過率也會(huì)降低。
干涉型濾光片是基于光的干涉原理。若兩個(gè)界面反射光的光程差為:
反射光干涉增強(qiáng),膜層為增反膜;
反射光干涉減弱,透過增強(qiáng),膜層為增透膜。
濾光片的工作原理。
其實(shí)干涉型濾光片要復(fù)雜的多,是由高折射率和低折射率薄膜交替堆積而成。
干涉濾光片在實(shí)踐中不同的入射角度會(huì)造成不同的光程差,所以對(duì)角度會(huì)非常敏感。在鏡片使用過程中,主要涉及到兩個(gè)角度: 入射角和半錐角 。
兩者的定義為:
光源的入射角是指光線入射的角度(入射光線與濾光片法線之間的夾角)。
光源的半錐角是由聚焦或者發(fā)散,邊緣光線和中心光線的夾角。
正常情況下,激發(fā)濾光片和發(fā)射濾光片工作的角度為0+/-5度,二向色鏡的使用角度為45+/-1度。對(duì)于激發(fā)濾光片和發(fā)射濾光片,當(dāng)入射角度過大時(shí),濾光片的光譜圖會(huì)往短波方向漂移,而且截止點(diǎn)到高透點(diǎn)的過渡帶也會(huì)增大,相對(duì)峰值透過率和截止深度( OD 值)都會(huì)降低。對(duì)于二向色鏡,當(dāng)入射角<45度時(shí),光譜圖會(huì)往長(zhǎng)波方向漂移;入射角>45度時(shí),光譜圖會(huì)往短波方向漂移。隨之角度的變化過渡帶都會(huì)有相應(yīng)的變化。
s和p偏振光在界面處的反射系數(shù)可表示為:
兩者隨入射角度的變化。在光入射角度相對(duì)大的時(shí)候?yàn)V光片對(duì)于s和p偏振光對(duì)反射系數(shù)有比較大的差異,光譜圖也是不一樣的。
簡(jiǎn)單講解一下不同類型濾光片的光譜圖隨著光入射角不同的變化:
隨著入射角度的增大,中心波長(zhǎng)就會(huì)向短波方向漂移,而截止點(diǎn)與高透點(diǎn)的過渡帶也會(huì)有所變化。p光的寬帶會(huì)變的更寬,s光的寬帶相對(duì)會(huì)輕微變窄。s光和p光的峰值透過都會(huì)降低,但s光的峰值透過率會(huì)降低的更明顯。
在很多的光學(xué)應(yīng)用中對(duì)于激發(fā)濾光片,這種往短波方向漂移就會(huì)導(dǎo)致激發(fā)效率降低;而對(duì)于發(fā)射濾光片,則會(huì)導(dǎo)致激發(fā)光的截止深度(也就是OD值)降低。
2. 長(zhǎng)通濾光片
隨著入射角度的增大,s光和p光的50%cut-on都會(huì)往短波方向漂移,但p光的漂移幅度會(huì)更大。濾光片的光譜圖在光入射角度比較大的時(shí)候會(huì)變?yōu)榕_(tái)階狀。
3. 短通濾光片
隨著入射角度的增加,s光和p光的50%cut-on都會(huì)往短波方向漂移,但和長(zhǎng)通濾光片相反,其s光的漂移幅度會(huì)更大。濾光片的光譜圖在光入射角度比較大的時(shí)候會(huì)變?yōu)榕_(tái)階狀。
4. 長(zhǎng)通二向色鏡
隨著入射角度的增加,s光和p光的50%cut-on都會(huì)往短波方向漂移,但p光的漂移幅度會(huì)更大,隨著光入射角度的減小,s和p光的50%cut-on都會(huì)往長(zhǎng)波方向漂移。濾光片的光譜圖在光入射角度比較大的時(shí)候會(huì)變?yōu)榕_(tái)階狀。
5. 短通二向色鏡
隨著入射角度的增加,s光和p光的50%cut-on都會(huì)往短波方向漂移,和高通二向色鏡相反,其s光往短波方向的漂移更大,隨著光入射角度的減小,s和p光的50%cut-off都會(huì)往長(zhǎng)波方向漂移。濾光片的光譜圖在光入射角度比較大的時(shí)候會(huì)變?yōu)榕_(tái)階狀。
半錐角對(duì)濾光片曲線的影響和入射角相似,隨著半錐角的增大,曲線圖也會(huì)往短波方向漂移,光的角度偏大時(shí),截止點(diǎn)和高透點(diǎn)之間的過渡帶也會(huì)隨之有所變化,相對(duì)光譜圖也會(huì)發(fā)生一定的變形,且透過率和 截止深度(OD 值)也會(huì)降低。對(duì)于有些光學(xué)的應(yīng)用比如視覺中的鏡頭具有一定的視場(chǎng)角,一般的濾光片沒辦法滿足,只能在設(shè)計(jì)鍍膜膜層的時(shí)候考慮進(jìn)去對(duì)其做出相應(yīng)的解決方案。
所以瑞誠光電的研發(fā)技術(shù)人員提示客戶,無論是濾光片在實(shí)踐中測(cè)試還是定制濾光片時(shí)指標(biāo)的確定都必須把入射角和半錐角兩個(gè)重要的參數(shù)考慮進(jìn)去。