Filtrų taikymas skirtingose spektro juostose optikos pramonėje

Filtrų taikymas
Filtrų taikymas skirtingose spektro juostose optikos pramonėje pirmiausia išnaudoja jų bangos ilgio pasirinkimo galimybes, įgalinant specifines funkcijas moduliuojant bangos ilgį, intensyvumą ir kitas optines savybes. Toliau aprašomos pagrindinės klasifikacijos ir atitinkami taikymo scenarijai:

Klasifikacija pagal spektrines charakteristikas:
1. Ilgalaikio pralaidumo filtras (λ > ribinis bangos ilgis)
Šio tipo filtras praleidžia ilgesnius nei ribinė bangos ilgis bangos ilgius, tuo pačiu blokuodamas trumpesnius bangos ilgius. Jis dažniausiai naudojamas biomedicininiame vaizdavime ir medicininėje estetikoje. Pavyzdžiui, fluorescenciniuose mikroskopuose naudojami ilgojo pralaidumo filtrai, skirti pašalinti trumpųjų bangų trukdančią šviesą.

2. Trumpojo pralaidumo filtras (λ < ribinė bangos ilgis)
Šis filtras praleidžia trumpesnius nei ribinis bangos ilgis bangos ilgius ir slopina ilgesnius. Jis taikomas Ramano spektroskopijoje ir astronominiuose stebėjimuose. Praktinis pavyzdys yra IR650 trumpojo praleidimo filtras, naudojamas apsaugos stebėjimo sistemose infraraudonųjų spindulių trukdžiams slopinti dienos šviesos valandomis.

3. Siaurajuostis filtras (juostos plotis < 10 nm)
Siaurajuosčiai filtrai naudojami tiksliam aptikimui tokiose srityse kaip LiDAR ir Ramano spektroskopija. Pavyzdžiui, siaurajuostis BP525 filtras pasižymi 525 nm centriniu bangos ilgiu, tik 30 nm pilnu 30 nm pusiniu plotiu ir didesniu nei 90 % didžiausiu pralaidumu.

4. Įpjovos filtras (ribojamosios juostos plotis < 20 nm)
Įpjovos filtrai yra specialiai sukurti slopinti trukdžius siaurame spektriniame diapazone. Jie plačiai naudojami lazerių apsaugoje ir bioliuminescenciniame vaizdavime. Pavyzdys yra įpjovos filtrų naudojimas 532 nm lazerio spinduliuotei, kuri gali kelti pavojų, blokuoti.

Klasifikacija pagal funkcines savybes:
- Poliarizacinės plėvelės
Šie komponentai naudojami kristalų anizotropijai atskirti arba aplinkos šviesos trukdžiams sušvelninti. Pavyzdžiui, metalinio vielos tinklelio poliarizatoriai gali atlaikyti didelės galios lazerio spinduliuotę ir yra tinkami naudoti autonominėse LiDAR sistemose.

- Dichroiniai veidrodžiai ir spalvų separatoriai
Dichroiniai veidrodžiai atskiria specifines spektro juostas su stačiais perėjimo kraštais, pavyzdžiui, atspindinčias bangos ilgius, mažesnius nei 450 nm. Spektrofotometrai proporcingai paskirsto praleidžiamą ir atspindėtą šviesą – ši funkcija dažnai pastebima daugiaspektrinėse vaizdavimo sistemose.

Pagrindiniai taikymo scenarijai:
- Medicinos įranga: Oftalmologiniam lazeriniam gydymui ir dermatologiniams prietaisams reikia pašalinti kenksmingas spektrines juostas.
- Optinis jutimas: Fluorescenciniai mikroskopai naudoja optinius filtrus specifiniams fluorescenciniams baltymams, pvz., GFP, aptikti, taip pagerindami signalo ir triukšmo santykį.
- Saugumo stebėjimas: IR-CUT filtrų rinkiniai blokuoja infraraudonąją spinduliuotę dienos metu, kad būtų užtikrintas tikslus spalvų atkūrimas užfiksuotuose vaizduose.
- Lazerinė technologija: lazerio trukdžiams slopinti naudojami įpjovų filtrai, taikomi karinėse gynybos sistemose ir tiksliuosiuose matavimo prietaisuose.