能否使用公式 R ≈ 1 - T 准确近似截止带内的反射?

|K WONG

简短的回答是:这完全取决于制造滤光片所采用的技术。 对于介质(干涉)滤光片,这种近似非常准确。对于吸收型滤光片,这种近似完全错误。

下面详细说明出现这种情况的原因,以及如何判断应使用哪个公式。

基础物理原理

每当光入射到光学元件时,总能量必须守恒。这由以下基本方程定义:

1 = R + T + A + S

其中:

  • R = 反射
  • T = 透射率
  • A = 吸收
  • S = 散射

通过重新整理该方程,可以得到反射的正确公式:

R = 1 - T - A - S

R ≈ 1 - T 何时准确(介质滤光片)

对于高品质介质带通滤光片(干涉滤光片),其材料经过专门设计,使吸收(A)和散射(S)均接近于零。

由于A和S实际上可以忽略不计,因此方程可简化为R ≈ 1 - T。

这类滤光片通过充当针对非目标波长的高性能专用反射镜来形成截止带。在截止区域,透射率(T)基本为零(通常标称为OD4、OD6或更高),这意味着该波段中几乎100%的光被反射(R ≈ 1)。

当 R ≈ 1 - T 不成立时(吸收型滤光片)

如果该元件使用吸收型材料(如有色玻璃)截止不需要的光,则会通过吸收光能并将其转化为热量来形成截止波段。

在这种情况下,吸收(A)是主导因素。虽然截止带内的透射(T)仍接近于零,但光线并不会反射回来。反射(R)只是玻璃表面自然产生的菲涅耳反射,未镀膜时通常约为4%至8%。

如果对吸收型滤光片使用 R ≈ 1 - T 公式,就会错误地计算出滤光片反射了几乎100%的截止光,而实际上它只反射极少一部分,其余均被吸收。

0 条评论

发表评论

请注意,评论必须在发布之前获得批准。