光学短通滤波器

|Team Syronoptics
光学短波通滤光片是一种专用光学元件,它能让短于特定截止点的波长光通过,同时衰减(阻挡)长于该截止点的波长光。
简单来说,它允许“更蓝”(高频)的光通过,并阻挡“更红”(低频)的光。这些滤光片与[长波通滤光片]的作用相反。

主要规格

选择短波通滤光片时,以下术语定义了其性能:
  • 截止波长 (λ)透射率降至峰值50%时的波长。这是滤光片的主要标识符(例如,“600纳米短波通”在600纳米处有50%的透射率)。
  • 通带:短波长的光谱范围,其中透射率高(通常>90%)。
  • 阻带(截止带):长波长的光谱范围,其中透射率被阻挡。
  • 光密度 (OD):阻带中阻挡能力的对数度量。更高的OD值表示更好的阻挡能力。
    • OD = -log10(T),其中T是透射率(0到1)。
    • 示例:OD 4 对应于0.01%的透射率。
  • 截止陡度:从通带到阻带过渡的光谱宽度。荧光成像通常需要具有非常陡峭边缘的“硬镀膜”滤光片,以有效分离激发和发射信号。

“蓝移”效应(入射角)

干涉型短波通滤光片的一个关键特性是它们对入射角 (AOI)的敏感性。
  • 现象:当进入滤光片的光线角度增加(从0°或垂直入射倾斜)时,整个透射光谱会向较短波长(光谱的“蓝色”端)移动。
  • 后果:在0°AOI下具有600纳米截止点的短波通滤光片,如果倾斜到45°,可能会表现得像580纳米截止滤光片。
  • 设计考虑:光学工程师必须考虑其光源的锥角。高度会聚或发散的光束(大锥角)由于这种偏移会导致截止边缘显得“模糊”或不那么尖锐。

常见应用

红外截止滤光片(热控制)

数码相机传感器(CMOS/CCD)天生对近红外(NIR)光敏感,这可能会冲淡图像并扭曲颜色。短波通滤光片(通常称为红外截止滤光片)放置在传感器前面,以通过可见光(400–700纳米)并阻挡红外光(>700纳米)。

荧光显微镜

在荧光系统中,当发射荧光的波长短于激发波长时(尽管这种情况很少见),短波通滤光片通常用作发射滤光片,或者更常见地用作激发滤光片来净化光源,确保没有不需要的长波长杂散光到达样品。

分色(二向色镜)

设计用于45°角的短波通滤光片通常被称为二向色镜。例如,“冷镜”是一种短波通滤光片,它反射可见光(在人眼看来“热”或明亮)但透射红外热量,或者反之,这取决于具体的镀膜设计,通常透射可见光并反射红外光(热镜),或反射可见光并透射红外光(冷镜)。注意:标准短波通术语通常指透射。短波通透射蓝色光并反射红色光。