第二篇-第七章 带通滤光片
滤光片知识——精选推荐
滤光片知识滤光片按工作原理分为吸收、反射、散射、组合和干涉五种如果滤光片的滤光波长为520nm，那么它对520nm波长的光吸收最大，对520nm左右波长光的吸收随着波长的增加或减少而递减，这取决于该滤光片的半波宽，超过半波宽的两倍，光即不被吸收，可完全通过。
我们分光光度计上所用的滤光片为529nm波长，对此波长下的光有最大的吸光度，A值最大。
那就是说，此波长下的光吸收最多.中文名称：干涉滤光片英文名称：interference filter定义：利用光的干涉原理和薄膜技术来改变光的光谱成分的滤光片。
干涉滤光片interference film利用干涉原理只使特定光谱范围的光通过的光学薄膜。
通常由多层薄膜构成。
干涉滤光片种类繁多，用途不一，常见干涉滤光片分截止滤光片和带通滤光片两类。
截止滤光片能把光谱范围分成两个区，一个区中的光不能通过(截止区)，而另一区中的光能充分通过（通带区）。
典型的截止滤光片有低通滤光片（只允许长波光通过）和高通滤光片（只允许短波光通过），它们均为多层介质膜，具有由高折射率层和低折射率层交替构成的周期性结构。
例如，最简单的高通滤光片的结构为g(L／2)(HL）mH(L/2)a，其中g代表玻璃（光学元件材料），a代表膜外空气，L和H分别代表厚度为1/4波长的低折射率层和高折射率层，L/2则代表厚度为1/8波长的低折射率层，m 为周期数。
类似地，低通滤光片的结为g(H/2)L（HL）（H/2）a。
一种具有对称型周期膜系的高通和低通滤光片的结构分别为g（0.5LH0.5L）ma和g（0.5HL0.5H)）ma 。
带通滤光片只允许较窄波长范围的光通过，常见的是法布里-珀罗型滤光片，它实质上是一个法布里-珀罗标准具（见法布里-珀罗干涉仪）。
具体结构为：玻璃衬底上涂一层半透明金属层，接着涂一层氟化镁隔层，再涂一层半透明金属层，两金属层构成了法布里-珀罗标准具的两块平行板。
当两极的间隔与波长同数量级时，透射光中不同波长的干涉高峰分得很开，利用别的吸收型滤光片可把不允许透过的光滤掉，从而得到窄通带的带通滤光片，其通频带宽度远比普通吸收型滤光片要窄。
滤光片的基本原理
很多刚接触滤光片的人不了解光学滤光片的基本原理，这篇文章就简单说明一下：
滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种染料或在其表面蒸镀光学膜制成,用
以衰减（吸收）光波中的某些光波段或以精确选择小范围波段光波通过，而反射（或吸收）掉其他不希望通过的波段。
通过改变滤光片的结构和膜层的光学参数，可以获得各种光谱特性，使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射、偏振或相位状态。
滤光片的分类方法一般式按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等特性进行分类。
滤光片按照光谱特性分类可以分为带通滤
光片（如NBF-808,BPF940等）截止滤光片（如IBG-650)、二向分光滤光片
（如半透半反镜）、中性密度滤光片、反射滤光片等；滤光片按照光谱波段分类可以分为紫外波段滤光片、可见光滤光片和红外波段滤光片；滤光片按照应用膜层材料分类可以分为软膜滤光片和硬膜滤光片；滤光片按照应用特点分类可以分为医用生化仪用滤光片、荧光显微镜用滤光片、警用多波段硬膜滤光片等。
就光学镜头来说它上面的滤光片一般是用镀膜的，通过特殊的膜让一部分光线通过或者是阻碍一部分光线通过，现在也有那种双峰滤光片，就是双通道镀膜，在一个镜片上镀两层膜，从而起到两种滤光片的效果，比如
IR650+950，它就是白天可以让650nm的可见光进入，而夜间则可以让波长950nm的红外光进入，但是两者却又互不影响。
我们常见的滤光片有低通滤光片，红外滤光片，红外截止滤光片和窄带滤光片及分光片等。
如低通滤光片主要用于CCD和CMOS上其作用是：1。
滤除光线中的红外光，2。
修整进光。
滤光片在气体检测上的应用示意图
滤光片在脱毛仪上的应用示意图。
薄膜光学技术
也可以视作: Ag层代替两个间隔层之间得反射膜得 双半波窄带通滤光片。
反射膜/半波间隔层/反射膜(金属层)/半波间隔层/反射膜
特点:
a、 金属层得吸收比其只处在单一介质中时低得多;
b、 没有长波透射次峰。
T0 ~ 80%
G/HLHLH1、75LAg1、75LHLHLH/A
nG 1.52
四半波滤光片 四腔型滤光片
nH 2.06 nL 1.45 119层
间隔层 耦合层
间隔层
L
H LH
HLH HLH
HLH
LL
LL
单腔滤光片
单腔滤光片
双半波滤光片得一种基本结构
性能指标:中心波长得峰值插入损耗为-0、 11dB, 通带带宽为0、87nm, 截止带带宽为1、 99nm, 通带波纹系数近似为0。
射比T 得关系就是τ= -10lgT
①中心波长与峰值插入损耗
根据国际通信联盟(ITU)得规定,DWDM系统对200GHz 得滤光片,其峰值插入损耗要求|τ | ≤0、3dB;对100GHz得 滤光片,其峰值插入损耗要求| τ | ≤ 0、5dB。它们对应得 滤光片得中心波长得透射率分别为98%与93% 。
2、5、4 NBPF得应用
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing密 集波分复用); CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing稀 疏波分复用)
1、应用于光纤通信DWDM 系统得超窄带滤光片
⑴ DWDM超窄带滤光片得设计要求 在光通信中,各个波长得透射率用损耗(dB)给出,它与透
带通滤光片制备工艺流程
带通滤光片制备工艺流程带通滤光片是一种在光学系统中广泛使用的光学元件，能够选择性地允许跨越特定波长区域的光线传播。
带通滤光片制备工艺包括多个步骤，该流程的实施与制备的规格和应用有关，以下是一般制备工艺的示例。
首先，选择适当的基材，大多数带通滤光片的基材通常是光学玻璃或石英。
为了确保所用基材具有高质量和稳定性，通常需要进行钢化或自然退火处理。
其次，将所需的薄膜制备到基材上。
这些薄膜可以使用不同的物理和化学技术进行制备，如蒸布金和溅射，这些技术可生成光学附加层。
在涂布前，需要对基材进行基础清洁，以去除任何杂质和尘埃，并使用高压喷气机将基材表面吹干。
在薄膜涂布阶段，需要精确的物质控制和技术，以便薄膜的厚度达到所需的精度和均匀性要求。
涂布液通常是通过离心机进行涂布，以调整径向和轴向的计量。
随着薄膜固化，需要使用特殊的化学过程或热处理来提高薄膜的稳定性和精度。
特别是，长时间的暴露于高温，可以通过硫化或氧化的方式来进行，以加强薄膜的耐久性和稳定性。
在干燥和固化后，需要将滤光片进行切割、打磨和抛光。
这些操作需要对带通滤光片进行精细的观察，以检查其表面质量，包括作坊和不容易产生倒角等缺陷。
在这个步骤结束后，可以将所需的镀膜复制到带通滤光片上。
最后，需要对带通滤光片进行品质检验并记录参数。
这些数据包括基材精度、稳定性，薄膜厚度和均匀性、透过率等等，以确保组装系统的光学性能符合所需要求。
总之，带通滤光片是一种高精度光学元件，所需的制备工艺流程十分复杂，需要比较严格的工作环境和高水平的技术和设备人员。
正确的制备工艺对于成品的性能、稳定性和寿命都有着很大的影响，从而影响到整个光学系统的性能。
因此，生产厂家需要制定完善，有严格控制的制程规格，以确保产品质量符合相关标准。
带通滤光片膜堆公式
带通滤光片膜堆公式带通滤光片结构带通滤光片是通过在基底表面沉积多层光学材料制备而成的。
通常情况下，多个介质膜堆由间隔层隔开。
介质膜堆由大量高折射率和低折射率的介质材料层交替组成。
介质膜堆中每层膜的厚度为λ/4，其中，λ为带通滤光片的中心波长(即滤光片最大透过率处对应的波长)。
间隔层位于介质膜堆之间，厚度为(nλ)/2，其中n为整数。
间隔层可以是有色玻璃、环氧树脂、染料、金属或介质层。
法布里-珀罗腔就是由两个介质膜堆和中间的间隔层组成的。
滤光片安装在刻有标记的金属环中，能保护滤光片，且便于操作。
滤光片工作原理概述法布里-珀罗腔的相长干涉条件能有效透过中心波长和中心波长两侧很小范围内的光，而相消干涉能防止通带以外的光透射。
但是，中心波长任意一侧的截止带宽都很小。
为了增大滤光片的截止带宽，可以用宽带截止材料作为间隔层或者基底，或者在间隔层或者基底上镀宽带截止材料。
虽然这些材料能有效地截止通带以外的入射光透射，但它们也会减小滤光片通带以内的透射率。
滤光片方向滤光片的边缘刻有箭头，用来标明光透射滤光片的推荐方向。
虽然滤光片的任意一面朝向光源都能起到滤光的作用，但是将镀膜面朝向光源效果更佳。
这样能最/大程度地降低截止基底或有色玻璃滤光片层吸收通带外的辐射而引起的热效应或者可能产生的热损伤。
右图为滤光片在低强度宽带光源照明下测得的透射率与波长的函数关系曲线图。
该图表明透射滤光片的方向对出射光的光强和光谱影响很小。
光线从正面和背面入射之间的最小差异很可能是由于滤光片移动、翻转和更换时微小的入射角度变化而引起的。
使用滤光片时，已准直的光应垂直入射到滤光片的表面。
当未准直的光或者光非垂直入射到滤光片表面时，中心波长(透射率峰值对应的波长)将向短波长移动，且透射波段(通带)形状会发生变化。
稍稍改变入射角度，就能在小范围内有效地调节滤光片的通带。
而入射角度变化较大时，将引起中心波长的大幅度变化，而且还将明显扭曲通带的形状，甚至会导致通带透过率明显下降。
带通滤光片
６ ・ ８
光
学
仪
器
第３ ０卷
从 图 ７和图 ８中可 以看 出 ， 当非共 轭距 离相 同时 ， 随着共 轭 位 置波 前 Ｐ 的增 大 ， 校正 后 近场 波前 的 Ｐ、 和 Ｒ ， ， ＭＳ以非线性 方 式增 大 ， Ｐ 较大 、 Ｍ Ｓ不 大 。从 图 ９和 图 １ 且 Ｒ ０中可 以看 出 ， 正后 近 场波前 的 校
［］ 姜文汉． 电技术研究所 的 自 ３ 光 适应光学技术口］ 光电工程 ，９ ５ ２ （ ）１ ３ ． １ ９ ，２ １ ：—１ ． Ｅ］ 李俊昌． ４ 激光的衍射及热作用计算 ［ ． Ｍ］北京 ： 科学 出版社 ， ０． ２ ２ ０ ［ ］ 吕乃光． ５ 傅里叶光学 Ｅ ． Ｍ］北京 ： 机械工业 出版社 ，９ ８ １８． Ｅ ］ 武 楠． ６ 干涉 Ｓ Ｒ相位展； Ｅ ］西 安： Ａ Ｊ Ｄ． ｔ ： 西安电子科技大学，０ ５ ２０ ． ［ ］ Ｈ ｎ ． ｔ ｘｆ ｍｕ ｔ ｎｏ ｔｅ ｅｏ ｓ ｕｔ ｎ ｆ ｈｓ ｌ ｓ ｒ ｈ ｓ ｄ ｆ ｅｃｓ ． ０ Ｓ ｃ ｍ，９ ９６ （） ３ ３ ３ ９ ７ ｕｔ ＢＲ Ｍａｒ ｏ ｌ ｉ ｆ ｈ ｃｎ ｔ ｃｏ ａｅ ａ ｅ ｆ ｍ ｐ ａｅ ｉｅ ｎ ｅ口］ Ｊ ｏ Ａ １ ７ ，９ ３ ：９ － ９ ． ｉ ｒ ａｏ ｒ ｒ ｉ ｏｐ ｖｕ ｏ ｆｒ Ｉ ］ Ｇ ｉ ｉ Ｄ Ｃ Ｒ ｍ ｒ Ｌ Ａ ｏ ｕ ｔ ｗ －ｉ ｅ ｓ ｎ ｌ ｅ ｈｅ ｄｕ ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｕ ｗ ａ ｐ ｇｔａ ｕｅ ｓ ｔ ｎｆｒ ｄ ｔ ａｉ － ８ ｈ ｌ ， ｏ ｅ Ｒ ｂ ｓ ｔ ｏ ｍ ｎｉ ａ ｗ ｉ ｔ ａ ｎ ｅ ｈｅ ｐ ａｅ ｎ ｒｐ ｉ ｔ ｓｓ ａｔ ｒ ｓ ｍｓ ｎ ｅ ｔ ｅ ｇａ ｏ ｄ ｏ ｇ ｄｎ ｇ ｄ ｎ ｈ ｆ ａ ｏ ａ ｉｒ ｖ ｍ ｔｏ ｓ ］ＪＯ ｔ ｏ Ａ １ ９ ，１ １ ： ７ ｌ． ｅｈｄ ［ ． ｐ Ｓ ｃ ｍ，９ ４ １（ ） １ 一ｌ７ Ｊ ０
2-5带通滤光片
2.5.1 Fabry-Perot滤光片特性
固体腔滤光片的间隔层是由固体材料通过一定的 加工工艺制成，材料一般选用熔融石英。 这种材料线膨胀系数小，温度稳定性好，材料易 得，容易加工。反射层采用介质薄膜。 这种滤光片间隔层可以做的比较厚，也就是其干 涉级次比全介质滤光片高很多，这就可以发挥高 干涉级次的优越性，可以在不提高反射膜反射率 的情况下压缩半宽。
（3）滤光片的入射角效向：随着入射角的变化、 滤光片的透射波长，透射率和半宽度都发生变化。 一般来说，入射角加大，中心波长短移，透 射率变低，而半宽度加宽。半宽度越窄这种影响 就愈大。利用这种效应可以弥补老化效应，温度 效应引起的滤光片中心波长的飘移。但是若角度 太大，就会使滤光片的特性无法达到使用要求， 所以实际应用时，偏角多限在10º 以内。
2.5.1 Fabry-Perot滤光片特性
金属－介质滤光片是在介质薄膜的两边镀金属反射膜来形 成F-P 滤光片。其介质膜间隔层的厚度很薄，干涉级次比 空气间隔层的要小得多，一般干涉级次低于三级。若薄膜 间隔层的厚度超过第四级次，就开始显得粗糙，这种粗糙 会展宽通带，压低峰值透射率，使得高级次应用完全失去 其优越性。 金属反射膜一般是Ag 膜，优点是其反射带宽很宽，使这 种滤光片透射带两边的截止带很宽。但是金属反射膜的吸 收较大，使这种滤光片的峰值透射率不高，一般有35～ 40%，而且反射率也不能做的很高，这使得半宽度也不 能做的很窄，限制了滤光片性能的提高。 如果用多层介质反射膜代替金属反射膜，则可大大提高FP 滤光片的性能。
Fabry-Perot干涉仪形式的滤光膜系。 光谱特性：可以获得很窄的通带，但截止带宽 度通常也很窄，截止度也不深。大多情况配合使 用截止滤光片拓展截止带和增加截止深度。
滤光片的作用和原理
滤光片的作用和原理
滤光片（也称为光学滤波器）是一种光学装置，用于选择性地通过一定波长范围的光，并阻挡其他波长范围的光线。
它的作用是通过调节或选择光的波长，改变或调整光的性质。
滤光片的原理主要基于波长选择性吸收、透过或反射，以及多层膜膜系的干涉效应。
常见的滤光片有吸收型滤光片、透过型滤光片和反射型滤光片。
- 吸收型滤光片：吸收型滤光片通过吸收不需要的波长范围的光，只允许特定波长范围的光通过。
它通常由特殊染料或金属离子组成，这些材料对特定波长的光有较强的吸收能力。
- 透过型滤光片：透过型滤光片通过特殊的光学多层膜涂层，将不需要的波长范围的光线反射或吸收，只透过特定波长范围的光。
多层膜的厚度和折射率的设计使特定波长光的相长干涉得到加强，从而实现选择性透过。
- 反射型滤光片：反射型滤光片通过在光学表面上沉积特殊的多层膜，实现对特定波长范围的光线的反射，而允许其他波长的光线透过。
滤光片可以应用于各种领域，如摄影、光学仪器、激光技术和光通信等，用于实现光波的分离、调节和调制等功能。
薄膜光学技术_第02章 06+07 偏振分光膜和消偏振薄膜
全介质规则膜系在光学薄膜器件中的重要性
1）反射镜、激光谐振腔 ( LH )S
2）中性分束镜 G/ (HL) 8 /G、 G/2LHLHL/A
3）截止滤光片 4）带通滤光片
H 2
L
H 2
S
、
L 2
H
L 2
S
2 L 2 H 2 Lm 3 3 3
3
（2）(LH)9 stack
λmax 00 550nm
Rmax 0.9994
Rs-max 0.9994
Rp-max 0.9994
Δλs 480-650
Δλp 480-650
300 530nm 0.9992 0.9997 0.9987 440-630 460-620
500 510nm 0.9984 0.9999 0.9969 430-620 450-590
所谓消偏振就是使光学导纳的偏振分离量ΔY=1。 应当注意的是：一个完整的消偏振设计，既需要对
膜系进行，也需要对入射介质和基底介质进行。
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2.7.2 宽波段消偏振
1.“金属-介质”组合膜系 例：G/H metal H/G 其中 metal —— Ag
Rp Rs
G| 1.18H Ag(19.2nm) 0.82L 0.02M|A
1. 例如:nH=2.35,nL=1.35, ns=1.52，根据上式计算棱镜 应有的角度θs=50.5° 2.例如:nH=2.35,nL=1.35 ,θs=45° ,则，ns=1.66。
8
中心波长处的反射率为：
R
ηs
ηs
ηH2 ηH2
光电效应实验用超窄带通滤光片的设计
关键是评价函数的选取和构造以及算 现今 ， 利用光 电效应测普 朗克常量实验所依据 谱系数计算 ， 法 的设 计 。一般 采 用特 征矩 阵法来 计 算多层 膜 系统 的理论 基 础是爱 因斯 坦光 电方 程 ：
砌 ＝１ ２ （ １ ２ ）
・
２ ・ ９
长 治 学 院 学 报
及 间隔层 的设 计来 构 造超 窄 带通 滤光 片 ， 即膜 系 中 膜厚 相 对 于 入／ 系 等规 整 的周 期 膜 系有 一 个 随 ４膜
机的涨落 ４ ｏ ， 这种膜系同样可以给出带宽非常窄的 ５ ］ 滤光 片 ， 且 高反 区域 大 大加 宽 ， 时降 低 了滤 光 而 同
片对 膜厚涨 落 的敏感度 与对 膜厚 控制精 度 的要求 。 ４ ３ ｍ 窄 带通滤 光片 的设计 ４ ６ ｎ
以汞灯 ４ ６ｎ ３ ｍ的 中心波 长 为滤 光 片 的 中心 波 长 。根据 光 电效应 的要 求 ， 需要 在 可 见光 范 围 内滤 除其他 波长 的光 。根 据随机 探索算 法 的及其程 序设
计原 理 ， 系初 始 条件 选 定 如下 ： 数 ｒ 定为 ３ 膜 层 ｎ设 ０
层 ； 折 射率 材 料 取 氧 化 钛 ，３２２ 中等 折 射 率材 高 ｎ＝ ．； 料 取 氧化铝 ，２１ ９ 低折射率 材料取 石英 ，ｌ１ ３ ｎ＝ ． ； ７ ｎ＝ ． ； ３ 入 射 角 ： 。 ０。在一 光学玻 璃衬底 上 ， 次为真 空镀 依 底 层薄膜 、 中间层 薄膜 、 顶层薄 膜 。底 层薄膜 由低折 射率 的石英 （ｌ １ ３无 序 性膜 层 与 高折 射 率 的 氧 ｎ＝． ） ３
２ １ 年 ４月 ００
荧光光谱仪用的滤光片
荧光光谱仪用的滤光片
荧光光谱仪用的滤光片是一种特殊的光学元件，其作用是在荧光光谱测量中选择性地过滤掉某些波长的光线，以减少背景噪音和增强所要测量的荧光信号。
常见的荧光光谱仪用滤光片包括带通滤光片、截止滤光片和分束器。
带通滤光片可以选择性地过滤出一定范围内的波长，常用于选择性地测量某些荧光标记物的信号；截止滤光片则可以过滤掉一定波长以下的光线，常用于减少背景噪音和增强信噪比；分束器则可以将入射光线分成两个以上的波长范围，常用于同时测量多个荧光标记物的信号。
荧光光谱仪用的滤光片具有很高的光学性能要求，如高透过率、低波长偏移、高反射率等，同时还需具有优良的机械性能和耐用性，以适应长时间的使用和频繁的更换。
因此，选择合适的荧光光谱仪用滤光片对于准确测量荧光信号和提高实验效率至关重要。
- 1 -。
各种滤光片的类型和关键指标,滤光片的主要参数
各种滤光⽚的类型和关键指标,滤光⽚的主要参数⽬前，以滤光⽚的滤光原理来看，吸收滤光⽚和⼲涉滤光⽚是⽬前应⽤范围最⼴，产品最成熟的，此外还有应⽤较⼩的双折射滤光⽚、⾊散滤光⽚。
本⽂主要对各种滤光⽚进⾏了介绍和划分，并且指出了滤光⽚的主要关键指标、尺⼨参数和表⾯规格。
从原理上上，滤光⽚可以分为多个类型，下⾯分别对这些不同类型的滤光⽚进⾏介绍。
1、吸收滤光⽚(Barrier filter)是在树脂或玻璃材料中混⼊特殊染料制成，根据对不同波长光吸收的能⼒不同，就可以起到滤波的作⽤效果。
带颜⾊的玻璃滤光⽚在市场上的普及最⼴，其优点是稳定、均匀、具有良好的光束质量，⽽且制造成本低廉，但是它的存在通带⽐较⼤的缺点，通常很少有低于30nm的。
2、⼲涉滤光⽚（Bandpass interference filters）它采⽤了真空镀膜的⽅法，在玻璃的表⾯镀了⼀层具有特定厚度的光学薄膜，通常⼀块玻璃要由多层薄膜叠加⽽成，利⽤⼲涉原理从⽽让特定光谱范围的光波透过。
⼲涉滤光⽚的种类繁多，它们应⽤领域也不同，其中应⽤⽐较多的⼲涉滤光⽚有带通滤光⽚、截⽌滤光⽚、⼆向⾊滤光⽚。
(1)带通滤光⽚（Bandpass Filters）只可以使某个特定波长或窄波段的光透过，通带之外的光不能够透过。
带通滤光⽚光学指标主要是：中⼼波长（CWL）、半带宽（FWHM)。
根据带宽⼤⼩分为：带宽＜30nm为窄带滤光⽚；带宽＞60nm以上的为宽带滤光⽚。
(2)截⽌滤光⽚（Cut-off filter）可以将光谱分为两个区域，⼀个区的光不能通过称此区为截⽌区，⽽另⼀个区的光能够充分通过称为通带区，典型的截⽌滤光⽚有长波通滤光⽚和短波通滤光⽚。
长波通滤光⽚: 是指特定的波长范围内，长波⽅向是透过的，⽽短波⽅向是截⽌的，起到隔离短波的作⽤。
短波通滤光⽚: 短波通滤光⽚是指特定的波长范围内，短波⽅向是透过的，⽽长波⽅向是截⽌的，起到隔离长波的作⽤。
(3)⼆向⾊滤光⽚(Dichroic filter)可以根据需要选择想要通过光的⼀⼩范围颜⾊，并且对其他颜⾊进⾏反射。
滤光片
滤光片一、定义通过所需波长的光波，过滤掉不需要波长光波的一种光学器件。
用来选取所需辐射波段的光学器件。
滤光片的一个共性，就是没有任何滤光片能让天体的成像变得更明亮，因为所有的滤光片都会吸收某些波长，从而使物体变得更暗。
二、原理滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种染料或在其表面蒸镀光学膜制成,用以衰减（吸收）光波中的某些光波段或以精确选择小范围波段光波通过，而反射（或吸收）掉其他不希望通过的波段。
通过改变滤光片的结构和膜层的光学参数，可以获得各种光谱特性，使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射、偏振或相位状态。
三、透射率透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。
被透射的物体为透明体或半透明体，如玻璃，滤色片等。
若透明体是无色的，除少数光被反射外，大多数光均透过物体。
为了表示透明体透过光的程度，通常用入射光通量与透过后的光通量之比z来表征物体的透光性质，z被称为光的透射率。
四、光学薄膜1、光学薄膜干涉原理光是一种电磁波。
可以设想光源中的分子或原子被某种原因激励而振动, 这种振动导致分子或原子中的电磁场发生电磁振动。
可以证明, 电场强度与磁场强度两者有单一的对应关系，同时在大多光学现象中电场强度起主导作用，所以我们通常将电场振动称为光振动，这种振动沿空间方向传播出去就形成了电磁波。
电磁波的波长λ、频率f、传播速度v三者之间的关系为：v=λ f各种频率的电磁波在真空中的速度都是一样的，即3 ×1 08m/s ，常用C 表示。
但是在不同介质中，传播速率是不一样的。
假设某种频率的电磁波在某一介质中的传播速度为v，则C 与v的比值称为这种介质对这种频率电磁波的折射率。
频率不同的电磁波，它们的波长也不同。
波长在400到760 nm 这样一段电磁波能引起人们的视觉，称为可见光。
普通光源如太阳、白炽灯等内部大量振动中的分子或原子彼此独立，各自有自己的振动方向、振幅及发光的起始时间。
每个原子每一次振动所发出的光波只有短短的一列，持续时间约为10- 8秒。
带通滤光片原理
带通滤光片原理
带通滤光片是一种光学器件，它可以选择性地传递一定范围内的光波，并阻止其他频率范围的光波通过。
它通常由两个长方形的玻璃片组成，中间夹有一个窄的光波通过区域。
带通滤光片的原理基于光波的干涉和多次反射。
当光波通过带通滤光片时，它会与玻璃片的表面发生反射。
由于光波的不同频率具有不同的折射率，因此它们会以不同的角度发生反射。
通过调整滤光片的设计和厚度，可以使得特定频率范围的光波在滤光片中经历多次反射，最终在光波通过区域内传递，而其他频率范围的光波则被滤光片阻止。
带通滤光片常用于光学仪器和相机镜头中，用于选择性地传递或阻止特定波长的光。
例如，在数码相机中，带通滤光片可以帮助摄影师调整图像的颜色平衡，以适应不同的拍摄环境。
总之，带通滤光片利用光波的干涉和多次反射原理，通过选择性地传递或阻止特定频率范围的光波，实现光学信号的调控和处理。
带通滤光片_倾斜后入射后的中心偏移量__概述及解释说明
带通滤光片倾斜后入射后的中心偏移量概述及解释说明1. 引言1.1 概述带通滤光片是一种能够选择性地通过某一特定频率范围的光波的光学过滤器。
它在很多领域都有应用，例如图像处理、光学检测等。
当入射光以倾斜角度照射到带通滤光片时，会引起中心偏移量现象，即通过滤光片的中心位置与滤波效果最佳位置的错位。
本文将探讨带通滤光片倾斜后入射后的中心偏移量问题，并对其进行解释和说明。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分进行叙述：引言、带通滤光片、倾斜后入射的影响、中心偏移量解释说明以及结论。
引言部分将介绍选题的背景和意义，并简要概括文章的组织结构。
1.3 目的本文旨在深入了解和阐述当倾斜角度发生变化时，带通滤光片的中心偏移现象及其对图像性能的影响。
通过明确问题并提供相关研究以及实验验证结果，旨在揭示这一现象背后的原理，并探讨针对中心偏移量进行校正的方法及研究进展。
最后，给出结论和未来研究的展望和建议。
以上就是本文“1. 引言”部分的内容。
2. 带通滤光片：2.1 定义和原理：带通滤光片是一种光学薄膜器件，可选择性地通过特定波长范围的光，并阻挡其他波长的光。
它由多层透明材料依次叠加而成，每一层具有不同的折射率和厚度。
这些层之间的干涉效应导致了特定波长的衍射与传输，实现了对光谱频段的选择性过滤。
2.2 使用领域和应用：带通滤光片在许多领域都得到广泛应用。
例如，在物理实验中，它可以被用于研究特定波长下材料的吸收、散射等特性。
在生物医学领域，带通滤光片可以用于荧光显微镜、激光手术等应用中；在通信技术中，它用于优化信号传输和增强数据传输速率等方面发挥作用。
2.3 特点和优势：带通滤光片具有以下特点和优势：a. 窄带宽：带通滤光片能够选择性地通过或阻挡非常狭窄的光谱范围，从而在光学应用中提供高度精确的波长选择性。
b. 光学传输效率高：良好的材料和设计使得带通滤光片具有较高的透射率和低的反射率，有效地将特定波长的光传递下来，同时减小了额外噪声和失真。
滤光片的原理 滤光片的原理.种类和选型
滤光片的原理滤光片的原理.种类和选型滤光片的原理、种类和选型本文所谈的滤光片指的是各种荧光滤光片，滤光片一般用于各种显微镜中，使人们能够更方便的观测各种荧光现象。
滤光片通常用到的显微镜有荧光显微镜、激光扫描共聚焦荧光显微镜、共聚焦显微镜、和全内反射荧光显微镜。
滤光片的分类方法：根据使用目的的不同，滤光片可分为TIRF滤光片、干涉滤光片、全内反射滤光片、Raman滤光片、拉曼滤光片、FISH荧光滤光片和应原位杂交滤光片。
根据滤光片本身功能的不同，其可分为激发滤光片、发射滤光片、二向色镜/二向色滤光片/二色镜、陷波滤光片、燃料滤光片、荧光素滤光片、ND滤光片、中性滤光片、中性灰度镜、截止滤光片、高通滤光片、低通滤光片、带通滤光片、紫外滤光片和UV滤光片。
根据主要应用领域，滤光片又可分为生物滤光片、医学滤光片和天文学滤光片。
维尔克斯光电可提供Chroma,Omega,Semrock,Anvover等公司的滤光片，详情请联系维尔克斯光电的技术人员。
荧光滤光片FluorescenceFilters用于生命科学和生物医学领域，主要作用是在生物医学荧光检验分析系统中分离和选择物质的激发光与发射荧光的特征波段光谱。
中性灰度镜ND滤光片中性灰度镜又叫中灰密度镜，其作用是均匀地过滤光线。
这种滤光作用是非选择性的，也就是说，ND镜对各种不同波长的光线的减少能力是同等的、均匀的，而对原物体的颜色不会产生任何影响，可以真实再现景物的反差。
荧光原位杂交滤光片，FISH滤光片荧光原位杂交技术是根据已知微生物不同分类级别上种群特异的DNA序列，以利用荧光标记的特异寡聚核苷酸片段作为探针，与环境基因组中DNA分子杂交，检测该特异微生物种群的存在与丰度。
陷波滤光片，Notch滤光片陷波滤光片通常用于拉曼光谱测试。
通常也被称作带阻或者带抑制滤光片。
它可以透过绝大多数波长，但是将特定波长范围内的光衰减到非常低的水平。
全内反射滤光片，TIRF滤光片，全内反射荧光法滤光片用于全内反射荧光法显微镜，利用全内反射产生的隐失波照明样品,使照明区域限定在样品表面的一薄层范围内，从而观测到非常不易察觉的现象。
带通滤光片
ＩＦ Ａ Ｅ Ｍ Ｎ ＨＹ ／Ｖ Ｌ ９ Ｎ ． ，Ｏ Ｔ２ ０ Ｎ Ｒ Ｒ Ｄ（ Ｏ Ｔ Ｌ ） Ｏ ． ， Ｏ１ ２ ０ Ｃ ０ ８
２ 。 ８
≯１ 红
５ｌ
｜ 蠢
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媾 聂
目的 ，从而 大大简 化 了红外 强起 伏 背景 下小 目 标检测 的后期工作 。
目标 。其 中 目标灰度值 为 ２５ ５ ，其他 为 ０，可 以
看到 效果非常理 想。 ’
表 １仿真试验性能的对比
性 能 指 标 中值 滤波 基 于 小波 分析 的 自适 应 滤波
５ 结论
本 文 将 自适 应 背 景 估 计 算 法 应 用 于 小 波 变
残差 均 值
残 差 方 差
１１６ ．０ ４
２９ ４ ．４ ８
０７ ３ ． ９ ０
１０ ２ ． １ ５
换后 的小波 系数 中， 进行小 目标检 测。实验数据
表 明，这种方 法能 很好 地适 应各 种复 杂 的起伏 背景 ，残差 图像 中小 目标 的信 噪 比有 了较 为 显
著 的提 高，实验结果 是令人满 意的 。 参考文献
［ １ ］李红艳， 吴成柯．一种基于小波和遗传算法的小目 标检测算法 ［． Ｊ 电子学报， ２０ ，９４： ３－４． ］ ０ １ ２（） ４９４２ ［ ２ ］叶增军，王江安 ， 等．海空复杂背景下红外弱点 目
信噪 比
信 噪 比增 益
１． １ ０ １ ３ ５
１ ．３ ０８ ０
标的检测算法 【． Ｊ 红外与毫米波学报，２ ０，９２： 】 ００ ｌ（）
１ －１ ４． ２１ ２
【 ３ ］于雪莲 ．复杂背景条件下红外运动 目标的实时检 测与跟踪技术 ｆ］南京理工大学硕士学位论文， Ｄ．
带通滤光片原理
带通滤光片原理
"通过滤光片，我们能够利用其独特的特性来控制和改变光的质量，让光线走上正确的路径。
"
什么是滤光片
滤光片是一种可以精确控制光谱组成的薄膜光学元件。
它们可以过滤
掉不必要的光线以及其他要素，从而影响最后的光学效果。
因此，滤
光片是一种用于控制光谱的重要工具。
滤光片的原理
滤光片的原理是将某些颜色的光更好地抑制，从而将被过滤的光谱分
解成不同的颜色组合。
滤光片根据它们抑制的特定波长来分类，其中
包括红外滤光片，可见滤光片和近红外滤光片。
滤光片的用途
1. 图像应用：滤光片可以应用于图像拍摄，它们可以增强图像的HDR
效果以及减少多余的背景光。
2. 分离：滤光片也可以用来帮助分离普通物质中的不同光谱组成，这
在微小物质构成分析中非常有用。
3. 建筑设计：滤光片也可以用来在建筑中预先控制阳光的散射，从而
改善室内灯光的功能。
滤光片的组成
滤光片的结构由一系列薄膜层组成，每层薄膜的厚度和成分均不相同。
它们可以精确地混合不同的物质，以确保具有指定的物理特性和光谱
效果。
总结
滤光片是一种可以精确控制光谱组成的薄膜光学元件，可以抑制某些
颜色的光，从而将被过滤的光谱分解成不同的颜色组合。
它使用一系
列薄膜层组成并可以用于图像拍摄，物质分离以及控制阳光的散射等
应用。
带通滤光片效率
带通滤光片效率提高的原因及应用一、带通滤光片的基本概念带通滤光片是一种特殊的光学器件，它可以选择性地通过一定范围内的光波段，而阻挡其他波段的光线。
带通滤光片由两个或多个薄膜材料组成，其工作原理是利用薄膜材料对特定波长的反射和透射，从而实现对特定波段的选择性透过或反射。
二、带通滤光片效率提高的原因1. 材料技术进步随着材料技术不断进步，制造出来的薄膜材料质量越来越好，能够更加精确地控制其厚度和折射率等参数。
这些技术进步为制造高效率带通滤光片提供了可靠保证。
2. 设计优化随着数值模拟技术和计算机辅助设计软件的发展，人们可以更加精确地模拟和设计出各种复杂结构的带通滤光片。
这些优化后的设计可以使得带通滤光片在特定波段内具有更高的透过率和更低的反射率，从而提高其效率。
3. 制造工艺改进制造带通滤光片需要使用复杂的真空蒸镀工艺，而制造过程中可能会出现一些缺陷，如应力、气泡等。
随着制造工艺的改进，这些缺陷可以得到更好地控制和减少，从而提高带通滤光片的效率。
三、带通滤光片效率提高的应用1. 光学仪器带通滤光片在各种光学仪器中都有广泛的应用，如显微镜、望远镜、分光仪等。
通过选择适当的带通滤光片可以实现对特定波段内的光线进行选择性透过或反射，从而达到更好的成像效果或实现特定测量目标。
2. 光学通信在光学通信中，带通滤光片可以用来选择性地透过或反射特定波段内的信号。
这样可以有效地减少噪声干扰和提高信号传输质量。
3. 其他领域除了上述两个领域外，带通滤光片还被广泛应用于其他领域，如光学传感、光学存储、激光器等。
在这些领域中，带通滤光片的效率提高可以帮助实现更高的测量精度或提高设备的性能。
四、总结带通滤光片是一种重要的光学器件，在各种领域中都有广泛的应用。
随着材料技术、设计优化和制造工艺的不断进步，带通滤光片的效率得到了显著提高。
这种提高为各种应用场景下的实际需求提供了更好的解决方案。
带通滤光片怎么看可以通过的波长范围？
带通滤光片怎么看可以通过的波长范围？
带通滤光片是一种光学元件，广泛应用于光学系统中以选择性地透过一定波长范围的光。
要确定光片可以通过的波长范围，可以采取以下几种方法和步骤：
查找滤光片的规格表：滤光片通常具有相关的技术规格表，其中包含了关于其光学性能的详细信息。
规格表可能提供滤光片设计的波长范围或中心波长，并一定其透过率、截止斜率等参数。
考虑滤光片类型：不同类型的滤光片具有不同的工作原理和特性。
例如，干涉型滤光片基于光的干涉现象，可实现较窄的波长范围选择；吸收型滤光片则基于材料对特定波长的吸收能力实现滤波。
了解所使用滤光片的类型将有助于确定其透过的波长范围。
分析滤光片的光谱特性：通过使用光谱仪或其他光学测试设备，可以测量滤光片在不同波长下的透过率。
这些测试可以提供滤光片的光谱响应曲线，从而可视化滤波特性并确定其透过波长范围。
考虑滤光片的半高全宽(FWHM)：带通滤光片通常具有一定的半高全宽参数，表示其透过波长范围的宽度。
该参数可以帮助确定滤光片的波长选择能力，即通过滤光片的光在波长方向上的分辨力。
参考制造商提供的信息：如果您购买的滤光片来自特定制造商，可以查阅其网站或联系制造商获取关于该滤光片的详细信息。
制造商通常会提供有关产品规格、性能和使用方法的文档，这些信息可以帮助您更好地了解滤光片的波长选择范围。
总结起来，要确定带通滤光片可以通过的波长范围，您可以参考滤光片的规格表、光谱特性测试结果，了解滤光片类型和半高全宽参数，并参考制造商提供的相关信息。
这些步骤将帮助您获得滤光片的波长选择能力和透过范围的准确信息。
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(7-1)
3
t01r12 r10 r12 r10 r12t10e j 6 t01t10 r12e j 2 r10 r12 e j 4 t01r12 r10 r12 r10 r12 r10 r12t10e j 8 t01t10 r12e j 2 r10 r12 e j 6
T %
Tmax
T0
0
1 1 Tmax或 T0 2 2
0.5
Tmin M
0
0
430 450 470 490 510 530 550 570
（a）理想带通滤光片特性曲线
（b）实际带通滤光片特性曲线
图 7-1 带通滤光片特性描述
薄膜光学与薄膜技术基础
实际的带通滤光片其通带并不是理想的方 形，需要更多参数描述其特性。图7-1（b）就 是可能的实际带通滤光片的透射率曲线， 0 为 通带的中心波长，对应的透射率为 T0；M 为通 带内峰值透射率 Tmax 对应的波长。0.5 是透射率 为峰值透射率一半处所对应的两个波长之间的 差，这个量称之为通带半宽度（HW），通常 表达为 0 的百分比0.5 / 0 。同样可定义基准宽 度（BW）0.01 ，比值 0.01 / 0.5 称之为形状因 子，表示透射带的“方”度，0.01 / 0.5 值越小， 表明通带越方,理想情况下最小值 0.01 / 0.5 1.
薄膜光学与薄膜技术基础
所示的法布里-珀罗干涉仪是在表面光滑的介 质板两面镀有高反射金属膜，金属膜以介质 板相间隔 介质平板 高反射金属膜 光滑表面介质平板
高反射金属膜
（a）间隔环作间隔层 图 7-2 带通滤光片的基本构型
（b）介质板作间隔层
薄膜光学与薄膜技术基础
薄膜光学与薄膜技术基础
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
（g）
图 7-3
（h）
各种带通干涉滤光片示意图
（i）
薄膜光学与薄膜技术基础
图7-3（a）是基本FP干涉仪，与图7-2相对应; 图7-3（b）是平板表面镀高低折射率四分之一 波长周期高反射多层膜系FP干涉仪； 图7-3（c）是平板表面镀有金属-介质高反射 膜的FP干涉仪； 图7-3（d）为受抑全反射带通滤光片； 图7-3（e）是有金属反射镜的滤光片； 图7-3（f）是有介质反射镜的滤光片； 图7-3（g）是诱导滤光片； 图7-3（h）是相色散滤光片（隔层很薄）； 图7-3（i）是云母或石英隔层的FP干涉滤光片。
薄膜光学与薄膜技术基础
第七章
带通滤光片
曹建章
薄膜光学与薄膜技术基础
众所周知，在电路中有滤波器，其中包括 带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器和带阻 滤波器。信号在电路中传输，滤波器的作用是 滤除干扰信号。在光路中相对应地也有滤光片， 包括带通滤光片、带阻滤光片和截止滤光片。 同样，滤光片的作用也是滤除干扰的光信号。 与增透膜和高反射膜一样，滤光片也是薄膜光 学中的重要组成部分。在各种光学系统中，滤 光片是十分重要的光学元件。 7.1 带通滤光片的特性描述 理想带通滤光片透射率随波长的变化曲线
薄膜光学与薄膜技术基础
7.3 法布里-珀罗干涉仪透射率计算 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 如图7-4（a）所示为一单层膜系，入射介 质折射率为 N0 ，膜层折射率为 N ，基底介质 折射率为 NG 。不考虑偏振方向，假设从入射 介质到膜层界面1的透射系数为 t01 、反射系数 为 r01 ;膜层到入射介质界面1的透射系数为 t10 、 反射系数为 r10 ；膜层到基底界面2的透射系数 为 t12 、反射系数为 r12 ；基底到膜层界面2的透 射系数为 t21 、反射系数为 r21 。假设入射光的 电场初始复振幅为 E0i 1 ，则由图7-4（b）可
实际上，法布里-珀罗干涉仪中的高反射 金属膜也可由高低折射率四分之一波长介质周 期多层膜代替，这样就可构成法布里-珀罗干 涉仪的多种变形，其一般构成可表示为
HL 2kH LH
m
m
或 H LH 2kL HL H
m m
其中H和L分别表示高、低折射率四分之一波 长介质膜层，k为隔层的阶，m为膜系周期数。 如果间隔层的阶 k 1，对应间隔层的最小厚度 为 /2； k 2 ,间隔层的厚度为 ，依此类推。 图7-3给出的是各种干涉带通滤光片示意图。
薄膜光学与薄膜技术基础
1 2 3 4 5
1
N0
N
t01
r01
r10
t10
1
N0
N
2
t12
NG
r12
r21
t21
2
NG
1 2 3 4
（a）单一膜层两界面的反射与透射系数
（b）单一膜层的多次反射与透射
图 7-4 单一膜层反射与透射的有效界面法
薄膜光学与薄膜技术基础
如图7-1(a)所示，0 为通带的中心波长， 为 通带的宽度。在理想情况下，滤光片通带内的 透射率为100%。理想滤光片完全可以由透射 区域的带宽和通带内中心波长来描述，0 确定 带通滤光片的通带位置,而 确定通带的宽度。
T %
100 100 80 60 40 20 0
写出多次反射与透射光的复振幅为
薄膜光学与薄膜技术基础
1 2 3 反射： 4 5 r01 t01r12t10e j 2 t01t10 r12e j 2 t01r12 r10 r12t10e j 4 t01t10 r12e j 2 r10 r12e j 2
薄膜光学与薄膜技术基础
假设带通滤光片通带两旁的最小透射率为 Tmin，量 Tmin / Tmax 或 Tmin / T0 称之为带通滤光片的 抑制比， Tmin / Tmax值越小，表明带通滤光片拟 制能力越强。 7.2 带通滤光片的基本构型—法布里-珀罗干 涉仪及其变形 最简单的带通滤光片是法布里-珀罗干涉 仪（FP），如图7-2所示。图7-2（a）所示的 法布里-珀罗干涉仪是由两块材质相同表面光 滑的平行平板构成，两平板表面镀有高反射金 属膜，两板之间以间隔环相间隔。图7-2（b）