了解光学带通滤光片的 FWHM - 完整指南

什么是FWHM（半峰全宽）？

半峰全宽（FWHM）是光学带通滤波器的一项关键指标，它定义了峰值透射率50%处的透射带宽度。该测量值对于了解滤波器性能以及为您的光学应用选择合适的滤波器至关重要。

了解 FWHM 测量

半峰全宽（FWHM）是指透射曲线上透射率降至最大值一半的两个点之间的波长差。例如，如果一个带通滤波器在 550nm 处的峰值透射率为 90%，则 FWHM 测量的是透射率等于 45% 的两个波长之间的距离。

FWHM 的关键特征

• 带宽定义： FWHM 直接决定了光学系统的光谱带宽。
• 选择性指标： FWHM 越窄，光谱选择性越高，隔离效果越好。
• 信号质量：影响光谱应用中的信噪比
• 系统性能：影响光学测量的分辨率和灵敏度

FWHM 与其他带宽规格的比较

虽然 FWHM 是最常用的带宽规格，但其他测量方法还包括：

• 半峰全宽（50% 分）：最广泛使用的标准
• 10%带宽：在峰值传输的10%处测量
• 1%带宽：在峰值传输的1%处测量
• 3dB带宽：用于电子应用，相当于约70%的传输速率

应用及重要性

FWHM对于以下方面至关重要：

• 荧光显微镜：选择具有合适带宽的激发和发射滤光片
• 光谱学：光谱分辨率和测量精度的测定
• 激光线滤波：从宽带光源中分离出特定激光波长
• 成像系统：控制色彩分离和图像质量
• 电信：光通信系统中信道间隔的管理

选择合适的半峰全宽

选择半峰全宽 (FWHM) 时，请考虑以下因素：

• 应用要求：窄半峰全宽（FWHM）可实现高选择性，宽半峰全宽（FWHM）可实现高通量。
• 光源特性：使滤波器带宽与光源光谱相匹配
• 检测器灵敏度：信号强度与光谱纯度之间的平衡
• 环境因素：温度和角度敏感性随半峰全宽 (FWHM) 变窄而增加。

技术考量

使用 FWHM 规格时：

• 温度依赖性： FWHM会随温度变化而变化
• 角度敏感性：离轴照明会使半峰全宽变宽或发生偏移。
• 制造公差：典型的半峰全宽 (FWHM) 公差范围为 ±2% 至 ±10%。
• 测量标准：确保测量条件一致，以保证规格的准确性。

常用FWHM值

不同应用场景的典型半峰全宽范围：

• 激光线滤光片： 1-10nm FWHM，用于精确波长隔离
• 荧光滤光片： 10-50nm FWHM，实现最佳信号采集
• 彩色滤光片： 50-100nm FWHM，覆盖宽光谱范围
• 窄带滤光片： <10nm FWHM，实现高光谱分辨率