收藏: 940nm带通滤光片

940nm 光属于近红外光谱,人眼不可见,对某些材料具有良好的穿透性,并且受环境可见光的干扰最小。

  • 应用 1 :在安全监控系统中,通过隔离红外 LED 发出的 940nm 红外光,阻挡可见光和其他不需要的波长,使夜视摄像机能够在低光照条件下捕捉清晰的图像。
  • 应用2 :在生物识别设备(例如虹膜或静脉识别)中,滤除环境光,聚焦于有效穿透皮肤表面的940nm波长,以照亮并捕捉详细的血管或眼部图案,从而实现准确识别。
  • 应用 3 :在远程控制系统或红外数据传输设备中,仅允许 940nm 带通光(常用于红外发射器)到达传感器,从而确保可靠的信号接收,最大限度地减少来自其他红外源或环境光的噪声。

940nm 滤光片选择指南:典型应用的配置分析

一、安全监控夜视系统

应用场景在隐蔽监控场景(例如银行、敏感设施)中,940nm 红外 LED 可作为不可见光源(无红光现象),配合滤光片使用,可实现清晰的夜间成像。系统必须在自然光干扰下准确捕捉红外信号,同时防止可见光对图像的干扰。过滤器配置要求

1.中心波长和带宽:

940nm光源严格匹配窄带通设计(带宽±10nm),确保只有目标波长通过,抑制相邻波段的干扰(例如850nm光源泄漏)。

2. 透射率和截止深度:

  • 通带透过率应≥80%,以补偿940nm LED的较低发光效率(对于光敏传感器,需要近两倍的光输出才能达到与850nm相同的亮度)。
  • 阻带截止深度必须达到OD5(可见光谱内透过率<0.001%,400-700nm),才能有效隔离环境光(例如月光,路灯)并提高信噪比。

3. 基材及涂层技术:

  • 使用熔融石英或B270玻璃基板来平衡机械强度和红外透射率。
  • 采用多层硬涂层技术,增强抗划伤性和耐候性,适用于复杂的户外环境。

选择逻辑和问题解决:

  • 窄带设计:±10nm带宽精确过滤940nm红外光,防止环境可见光进入传感器,解决夜视图像中的白噪声或颗粒过多等问题。
  • 高截止深度:OD5级阻带抑制(300-1100nm全波段隔离)确保在强自然光干扰下(例如,在黄昏过渡期间)实现纯净的红外成像,避免传统850nm滤光片可能造成的红辉曝光风险。
  • 材料优化:硬质镀膜技术,最大限度减少长期使用过程中膜层脱落,确保在高温高湿环境下性能稳定,降低维护成本。

二、生物识别和健康监测设备

应用场景:

在可穿戴设备(例如智能手表)的心率监测模块中,940nm 红外光穿透皮肤表面,通过检测血液对红外光吸收的变化来计算心率。该系统必须在光照条件和运动变化的动态场景下保持高精度测量。

过滤器配置要求:

1.波长兼容性

  • 对于纯940nm应用,采用单带通设计,放宽带宽±20nm,以适应不同光源的波长波动(例如,LED中心波长公差±3nm)。

2. 透射与防反射

  • 通带透过率应超过90%,以增强光信号强度并补偿皮肤组织中的红外光衰减(穿透深度~1-2mm)。
  • 双面防反射 (AR) 涂层将表面反射率降低至 <0.2%,最大限度地减少光路损耗并提高信号质量。

3. 尺寸与集成

  • 采用超薄基板(例如 0.5 毫米浮法玻璃)来安装紧凑型传感器模块。
  • 边缘黑化处理(例如激光切割+黑色油墨涂层)消除杂散光干扰。

选择逻辑和问题解决:

  • 宽带设计:±20nm带宽覆盖940nm光源的波长漂移范围(实际发射可能在930-950nm之间变化),防止因光源个体差异造成的信号损失,解决运动过程中心率数据不稳定的问题。
  • 高透射率和防反射:AR涂层和高透射率薄膜确保即使在动态环境下(例如跑步时汗水覆盖传感器)也有足够的光强度,避免因信号衰减而导致的测量误差。
  • 微型设计:超薄基板及边缘黑化可实现轻量化器件集成(如手表厚度<10mm),同时消除内部反射光对光电二极管的干扰,增强数据稳定性。

三、跨场景选择原则

1.光源匹配优先级:

根据 940nm LED 或激光器的实际光谱特性(例如,半峰全宽、中心波长偏差)选择滤光片。避免带宽过度变窄导致信号丢失(例如,如果 LED 的半峰全宽 (FWHM) 为 20nm,则滤光片带宽应≥25nm)。

2.环境适应性:

  • 对于户外设备,请选择抗紫外线的基板(例如熔融石英),以防止长期光照导致薄膜层老化。
  • 在高温场景下(例如工业检测),验证滤波器的热稳定性(例如工作温度范围:-40°C 至 +80°C)。

3. 性价比平衡:

窄带滤光片(例如±10nm)成本较高,但适合高精度应用;宽带滤光片(例如±40nm)对于波长精度要求较低的应用(例如智能家居红外传感)具有更好的性价比。

通过遵循这些配置,940nm 滤光片能够在安全、健康监测和其他领域实现高效的信号过滤,解决环境干扰和设备小型化等核心挑战,同时平衡长期可靠性和成本控制。

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