Filtros de paso de banda de 1064nm

LIDAR (detección y medición de distancias por luz)

Se utiliza en la óptica del receptor para filtrar la luz solar y la radiación de fondo, de modo que solo se detecte la señal de retorno del láser a 1064 nm.

Fuentes de luz recomendadas

Para esta aplicación LIDAR específica, en la que el receptor filtra una señal de retorno de 1064 nm, la fuente de luz recomendada es un láser Nd:YAG pulsado (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio).

Un láser de fibra dopada con iterbio (Yb) también es una opción prometedora, ya que puede ajustarse a 1064 nm y ofrece una alta calidad de haz para el escaneo de precisión.

Limpieza de línea láser

Se utiliza directamente delante de una fuente láser para eliminar el «ruido espectral», como la emisión espontánea o los armónicos secundarios, y garantizar que la salida sea un haz 1064 nm puro.

Fuentes de luz recomendadas

La longitud de onda central específica de 1064 nm determina las fuentes de luz adecuadas. Este filtro debe utilizarse con:

• Láseres Nd:YAG: La fuente más habitual. Estos láseres de estado sólido emiten de forma natural a 1064.1 nm.
• Láseres de fibra dopada con Yb (iterbio): Pueden ajustarse o diseñarse para emitir a 1064 nm.
• Láseres de Nd:YVO4: Otra variante de láser de cristal similar al YAG, que emite a 1064 nm.
• 1064 nm Diodos láser: Láseres semiconductores fabricados específicamente para esta longitud de onda, utilizados con frecuencia en telecomunicaciones o aplicaciones de bombeo.

Clasificación de materiales

Identificación de diferentes tipos de plásticos en flujos de reciclaje, ya que muchos plásticos presentan bandas de absorción características en este intervalo.

Fuentes de luz recomendadas

• Tungsteno-halógeno (banda ancha)

Luz incidente: Incide sobre el flujo mixto de plásticos.

Interacción:

1. Plásticos transparentes/de color: Reflejan la luz de 1064 nm (se ven brillantes).
2. Plásticos negros: Absorben la luz 1064 nm (se ven oscuros).

Detección: El filtro BP1064-100 bloquea toda la luz visible y el «ruido» del entorno de la fábrica, lo que garantiza que la cámara solo detecte esta señal IR de alto contraste.

Detección de humedad

El agua absorbe intensamente la luz alrededor de 1450 nm, pero presenta características de contraste distintivas en 1064 nm frente a los materiales secos.

Fuentes de luz recomendadas

Para detectar humedad con el filtro BP1064-100, las fuentes de luz recomendadas se dividen en dos categorías principales, dependiendo de si se necesita una señal 1064 nm específica o una configuración multiespectral que también pueda utilizar posteriormente la banda 1450 nm.

• Fuentes de banda ancha (halógeno o tungsteno)

Esta suele ser la opción más práctica para la investigación sobre detección de humedad o para sistemas multibanda.

Por qué funciona: Las lámparas halógenas emiten una enorme cantidad de energía en el infrarrojo cercano y cubren simultáneamente tanto la banda de 1064 nm (referencia/contraste) como la de 1450 nm (absorción del agua).

Ventaja: Puede utilizar una sola fuente de luz y simplemente cambiar los filtros (o utilizar una cámara multisensor) para ver tanto la imagen de referencia «seca» como la imagen de absorción «húmeda» sin cambiar la iluminación.

• LED IR de alta potencia (1050 nm - 1060 nm)

Por qué funciona: Estos LED están ajustados para emitir específicamente dentro de la banda de paso de su filtro BP1064.

Ventaja: Funcionan a una temperatura mucho menor y son más eficientes energéticamente que las lámparas halógenas. Como no desperdician energía emitiendo luz visible o calor (longitudes de onda >1500 nm) que se filtrarían de todos modos, reducen el ruido térmico del sistema.

• Láseres Nd:YAG (1064 nm)

Por qué funciona: Proporciona un haz coherente de intensidad extremadamente alta exactamente a 1064 nm.

Ventaja: Ideal para cintas transportadoras de alta velocidad o detección a larga distancia, donde se necesita la máxima intensidad de señal para «congelar» el movimiento de los productos.

Especificaciones

• Longitud de onda central (CWL): 1064 nm (Esta es una línea láser estándar).
• Ancho de banda (FWHM): 20 nm (El filtro permite el paso de la luz desde ~1054 nm hasta 1074 nm).
• Bloqueo (OD4): Una densidad óptica de 4 significa que bloquea 99.99% de la luz no deseada en el intervalo 200–1200 nm (UV, visible y NIR), excepto en la banda de paso 1064 nm.
• Transmisión (T=80%): Permite el paso de 80% de la luz objetivo de 1064 nm, lo que representa una alta eficiencia para un filtro de banda estrecha.

Aplicación: monitorización de láseres industriales

Se utiliza en sensores que supervisan el proceso de soldadura o corte de un láser de fibra de alta potencia para proteger el sensor de las chispas visibles intensas (plasma) mientras detecta la luz láser reflejada.

Fuente de luz recomendada

En la monitorización de láseres industriales con un filtro de paso de banda de BP1064-20, la «fuente de luz» es en realidad el propio láser de procesamiento de alta potencia.

A continuación se explica por qué se utiliza esta fuente específica y cómo funciona en el montaje:

• Láser de fibra de iterbio de alta potencia o láser Nd:YAG.

Estos láseres se utilizan para cortar o soldar metal. Deben emitir aproximadamente a 1064 nm (coincidiendo con la banda de paso de su filtro).

Cómo funciona:

1. - En lugar de añadir una luz independiente para «ver» la soldadura, el sensor detecta la reflexión del haz del láser de corte que rebota en la superficie metálica.
2. - La señal: La intensidad y la estabilidad de esta luz reflejada de 1064 nm proporcionan datos en tiempo real sobre la calidad de la soldadura (p. ej., si el enfoque es correcto o si la soldadura ha penetrado el material).

• Función del filtro: El proceso de soldadura genera una chispa brillante e incandescente (plasma) que emite luz en todo el espectro. El filtro BP1064-20 bloquea esta cegadora luz visible del plasma, pero permite que la luz láser reflejada específica de 1064 nm llegue al sensor, lo que garantiza una señal limpia.

Especificaciones

• Longitud de onda central (CWL): 1064 nm (Esta es una línea láser estándar).
• Ancho de banda (FWHM): 20 nm (El filtro permite el paso de la luz desde ~1054 nm hasta 1074 nm).
• Bloqueo (OD4): Una densidad óptica de 4 significa que bloquea 99.99% de la luz no deseada en el intervalo 200–1200 nm (UV, visible y NIR), excepto en la banda de paso 1064 nm.
• Transmisión (T=80%): Permite el paso de 80% de la luz objetivo de 1064 nm, lo que representa una alta eficiencia para un filtro de banda estrecha.

Aplicación: LIDAR y medición de distancia

1064 nm es una longitud de onda estándar para sistemas LIDAR (detección y medición de distancias por luz) de alta potencia utilizados en topografía y vehículos autónomos. El filtro evita que el ruido solar interfiera con la señal de retorno.

Fuente de luz recomendada

Para aplicaciones LIDAR y de medición de distancia que utilizan un filtro de paso de banda de 1064 nm, la fuente de luz recomendada es un láser Nd:YAG pulsado.

Esta es una breve explicación de por qué es la opción estándar:

• Coincidencia precisa de longitud de onda: El cristal de granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (Nd:YAG) emite luz de forma natural exactamente a 1064 nm, coincidiendo perfectamente con la longitud de onda central del filtro.
• Alta potencia de pulso: Estos láseres pueden generar pulsos de energía extremadamente alta (Q-switching). Una potencia de pico elevada es esencial para LIDAR, ya que permite que la señal recorra grandes distancias hasta un objetivo, como una montaña o un automóvil, y se refleje de vuelta al sensor.
• Haz invisible: La emisión de 1064 nm es invisible para el ojo humano, lo que resulta fundamental para la seguridad y el funcionamiento no intrusivo en vehículos autónomos o escaneos topográficos.

Especificaciones

Aunque «BP1064-35» es un formato de número de modelo utilizado por diversos fabricantes de óptica (como OptoSigma, MidOpt o MOK Optics), el propio código representa parámetros ópticos específicos:

• BP: Filtro de paso de banda.
• 1064: Longitud de onda central (CWL) de 1064 nm (infrarrojo cercano / NIR).
• 35: Anchura total a media altura (FWHM) de 35 nm. Esto significa que el filtro transmite principalmente luz entre ~1046.5 nm y 1081.5 nm.
• T=90%: Alta transmisión (>90%) dentro de la banda de paso, lo que garantiza una pérdida mínima de señal.
• OD4 a 200–1200nm: Esto indica una densidad óptica de 4 (bloqueo de 99.99% de la luz) en el intervalo de 200–1200 nm, excluyendo la banda de paso. Esta es una característica fundamental: hace que el sensor quede prácticamente «ciego» a toda la luz UV, visible e IR no relevante, permitiendo que solo pase la señal de 1064 nm.

Aplicación: visión nocturna activa y vigilancia

En los sistemas de seguridad que utilizan iluminación activa de 1064 nm, este filtro se coloca sobre el objetivo de la cámara. Dado que 1064 nm es invisible para el ojo humano (y no produce ningún «resplandor rojo» como los LED de 850 nm), permite realizar vigilancia encubierta. El filtro elimina la luz visible y garantiza que la imagen permanezca nítida incluso si aparecen faros de automóviles o alumbrado público en el encuadre.

Fuentes de luz recomendadas

• Iluminadores láser IR de alta potencia de 1064 nm (opción principal)

Para la vigilancia activa, los iluminadores basados en láser son la opción estándar en esta longitud de onda.

Por qué se utilizan: Los sensores estándar de silicio para cámaras tienen una sensibilidad baja a 1064 nm. Para compensarla, se necesita una fuente de luz con alta intensidad y largo alcance, características que los láseres ofrecen mucho mejor que los LED.

Ventaja principal: Emiten un haz coherente al que se puede dar forma (estrecho para largo alcance o ancho para supervisar un área) sin el «resplandor rojo» asociado a los LED IR convencionales.

• Matrices de LED de alta potencia de 1064 nm

Para aplicaciones en interiores de menor alcance o de visión artificial, se ofrecen matrices LED especializadas.

Por qué se utilizan: Por lo general, son más seguras (luz no coherente) y económicas que los iluminadores láser.

Limitación: Tienen un ancho de banda espectral más amplio. Debe asegurarse de que la emisión del LED no se desplace fuera de la banda de paso de 35 nm (1046–1081 nm) del filtro, ya que, de lo contrario, se perderá potencia de iluminación.

Especificaciones

Aunque «BP1064-35» es un formato de número de modelo utilizado por diversos fabricantes de óptica (como OptoSigma, MidOpt o MOK Optics), el propio código representa parámetros ópticos específicos:

• BP: Filtro de paso de banda.
• 1064: Longitud de onda central (CWL) de 1064 nm (infrarrojo cercano / NIR).
• 35: Anchura total a media altura (FWHM) de 35 nm. Esto significa que el filtro transmite principalmente luz entre ~1046.5 nm y 1081.5 nm.
• T=90%: Alta transmisión (>90%) dentro de la banda de paso, lo que garantiza una pérdida mínima de señal.
• OD4 a 200–1200nm: Esto indica una densidad óptica de 4 (bloqueo de 99.99% de la luz) en el intervalo de 200–1200 nm, excluyendo la banda de paso. Esta es una característica fundamental: hace que el sensor quede prácticamente «ciego» a toda la luz UV, visible e IR no relevante, permitiendo que solo pase la señal de 1064 nm.

Aplicaciones: sistemas láser (Nd:YAG)

1064 nm es la longitud de onda fundamental de los láseres Nd:YAG. Este filtro se utiliza en sistemas de designación láser, telemetría o recepción para evitar que la luz de fondo sature el detector.

Fuentes de luz recomendadas

Para utilizar este filtro eficazmente, debe emplearse una fuente de luz que emita energía específicamente dentro de la banda de paso de 1046–1081 nm del filtro.

• Láseres Nd:YAG (1064 nm): La coincidencia más habitual. Se utilizan para corte, soldadura, marcado y procedimientos médicos.
• 1064 nm Diodos láser: Láseres semiconductores compactos utilizados en telecomunicaciones, LIDAR y detección.
• LED IR de alta potencia (1050 nm - 1070 nm): Aunque son menos monocromáticos que los láseres, los LED infrarrojos de alta potencia centrados cerca de 1060 nm se utilizan a menudo para la iluminación en visión artificial y vigilancia. Nota: Los LED IR estándar de 850 nm o 940 nm no funcionarán, ya que este filtro bloqueará su luz (OD4).
• Láseres de fibra (dopados con iterbio): Estos láseres suelen funcionar entre 1030 nm y 1100 nm. El ancho de banda de 35 nm del filtro es suficiente para captar la salida de muchos láseres de fibra estándar que funcionan cerca de 1064 nm.