不可以,标准薄膜光学干涉滤光片无法通过角度调谐来使其向更长(更红)的波长移动。使干涉滤光片偏离法线入射(0°)总是会使其中心透射带向更短(更蓝)的波长移动。
为什么会发生“蓝移”
光学带通滤光片和边缘滤光片由高度精确的介电材料交替层构成。它们通过对特定波长产生相长干涉,对其他波长产生相消干涉来工作。
当您倾斜滤光片时,入射角会增加。虽然直观上认为光线会沿对角线穿过各层,从而产生更长的物理路径,但光学原理却并非如此。当光线从空气进入滤光片时,它会折射进入高折射率的涂层材料。这种折射的物理学原理决定了有效光程——光线在薄膜内部边界反射产生的相位差——实际上会减小。
由于有效路径长度减小,完全符合相长干涉条件的波长也必须更短。
数学原理
这种关系由有效折射率公式决定。以下是纯文本格式的公式:
角度波长 = 法线波长 * 根号 [ 1 - (sin(角度) / 有效折射率)2 ]
- 法线波长:0°入射角时的中心波长。
- 角度:入射角。
- 有效折射率:滤光片中使用的特定涂层材料的特性。
因为任何大于0的角度的正弦值都为正,所以项 [sin(角度) / 有效折射率)2] 始终为正。从1中减去该值意味着平方根内的值始终小于1。将起始波长乘以一个分数总是会得到一个更小的值(更短的波长)。
红移的替代方案
如果光学设置需要调谐到更长的波长,角度调谐不是正确的方法。相反,光学工程师通常使用以下方法:
- 温度调谐:加热干涉滤光片通常会导致波长略微向更长方向移动。这是因为热膨胀会使介电层物理增厚并改变其折射率。
- 为 蓝移设计:行业标准做法是故意采购中心波长比目标波长略长(更红)的滤光片。然后操作员可以精确地角度调谐滤光片,使其达到所需的精确波长。
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