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Langpassfilter

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Was ist ein Langpassfilter?

Ein Langpassfilter ist ein optischer Filter, der Licht mit einer Wellenlänge, die länger als die Grenzwellenlänge ist, durchlässt, während kürzere Wellenlängen blockiert werden. Langpassfilter werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Fluoreszenzmikroskopie, Farbmetrik und maschinellem Sehen. Einige Merkmale von Langpassfiltern sind:

  • Sie verfügen über eine steile Grenzflanke, die den Übergang zwischen Bereichen mit hoher Unterdrückung und hoher Transmission definiert.
  • Sie verfügen über eine hohe optische Dichte (OD), die die Lichtblockierfähigkeit des Filters misst.
  • Sie verfügen über eine hohe Transmission im Durchlassbereich, die nahe bei 100 % liegt.
  • Sie können mit Kurzpassfiltern kombiniert werden, um benutzerdefinierte Bandpassfilter zu erstellen.

Wichtige Spezifikationen des Langpassfilters

  • Grenzwellenlänge: Dies ist die Wellenlänge, bei der der Filter 50 % der maximalen Transmission erreicht. Sie bestimmt die Untergrenze des Durchlassbereichs und die Obergrenze des Sperrbereichs.
  • Übertragungsbereich: Dies ist der Wellenlängenbereich, über den der Filter Licht mit hoher Effizienz überträgt. Er wird normalerweise durch die minimale und maximale Wellenlänge des Durchlassbereichs angegeben.
  • Sperrbereich: Dies ist der Wellenlängenbereich, über den der Filter Licht mit hoher Dämpfung blockiert. Er wird normalerweise durch die minimale und maximale Wellenlänge des Sperrbereichs angegeben.
  • Steigung: Dies ist die Bandbreite, über die der Filter von hoher Sperrung zu hoher Transmission wechselt. Sie wird normalerweise als Prozentsatz der Grenzwellenlänge ausgedrückt. Eine kleinere Steigung entspricht einem schärferen Übergang und einem schmaleren Übergangsbereich.
  • Optische Dichte: Dies ist ein Maß für die Lichtblockierfähigkeit des Filters unter Berücksichtigung aller Dämpfungsformen. Sie wird normalerweise als logarithmische Skala ausgedrückt, wobei OD = -log(T), wobei T die Durchlässigkeit ist. Eine höhere OD bedeutet eine geringere Durchlässigkeit und eine höhere Dämpfung.

Anwendungsbeispiele für Kurzpassfilter

  • Bei der Fluoreszenzmikroskopie werden Langpassfilter häufig als Barriere- oder Emissionsfilter verwendet, um das Anregungslicht zu blockieren und nur die Fluoreszenzemission durchzulassen. Die Grenzwellenlänge dieser Filter sollte der Spitzenemissionswellenlänge des Fluorophors entsprechen oder diese überschreiten. Wenn der Fluorophor beispielsweise eine Spitzenemission bei 520 nm hat, kann ein Langpassfilter mit einer Grenzwellenlänge von 530 nm oder höher verwendet werden.
  • Bei der Farbmetrik werden häufig Langpassfilter verwendet, um bestimmte Farben oder Farbbereiche von einer weißen Lichtquelle zu isolieren. Die Grenzwellenlänge dieser Filter sollte der dominanten Wellenlänge der Farbe entsprechen oder diese überschreiten. Wenn die Farbe beispielsweise Rot ist, kann ein Langpassfilter mit einer Grenzwellenlänge von 620 nm oder höher verwendet werden.
  • In der industriellen Bildverarbeitung werden häufig Langpassfilter verwendet, um den Kontrast zu erhöhen oder unerwünschte Blendeffekte oder Reflexionen aus einem Bild zu entfernen. Die Grenzwellenlänge dieser Filter sollte der interessierenden oder störenden Wellenlänge entsprechen oder diese überschreiten. Wenn das Bild beispielsweise Infrarotinformationen oder Rauschen enthält, kann ein Langpassfilter mit einer Grenzwellenlänge von 700 nm oder höher verwendet werden.

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