Future of Optical Filters

随着光源、数字传感器和镀膜机技术的不断发展,光学滤光片也自然而然地随之发展并不断进步。光学滤光片对于自动化、能源、医疗成像、安保和多元件光学系统中需求最严苛的一些应用非常关键。

这些发展需要开发新基底(例如柔性薄膜聚合物,以及包括硅与锗在内的红外级材料),或采用产生高透射率的新化学品与化合物,以及在紫外与红外光谱内具有高截止率的滤光片。镀膜机技术的进步带来了精度更高的滤光片,这些滤光片能产生<1nm的带宽,而公差<1%,这真正将顶级分光光度计的功能发挥到了极致。随着每项技术的进步,公差与规格已进一步获得优化,从而产生表面质量、表面平整度、平行度及传输波前更好的精密基底。

在几乎每项消费应用和科学应用中,新材料、亚纳米规格、深紫外到远红外的光谱范围以及经过改善的各种公差将不断推动光学和光电子学的发展。

Ultra-Narrow Designs

超窄设计

许多年来,激光线滤光片的带宽精度只能窄到1.5 – 2nm,但是随着镀膜技术与计量的新发展,激光线滤光片现在可以在整个可见光光谱范围内实现<1nm的带宽精度。该精度将为单光子成像应用、拉曼成像应用以及对非常细微和微弱的信号进行探测的其他成像应用带来极大受益。

图1 (左): 355nm与533nm超窄带通滤光片的透射图
Broadening Spectral Range

拓宽光谱范围

镀硬膜滤光片主要用于针对波长大约为400 – 1800nm的可见光与近红外光谱范围进行聚焦。镀膜与材料设计领域的最新发展与技术进步已经将该范围拓宽至紫外与红外区域,范围涵盖最低250nm至最高7300nm。

图2 (左): 波长7.30µm、直径25mm的红外长波通滤光片的透射图 (#68-656)
Broadening Spectral Range

纤薄、柔性材料

使用独特的挤压工艺可以制造超薄柔性滤光片,该滤光片具有厚度低至200µm的聚合材料设计。这些滤光片还具备不易划伤和柔性的特点,由此可以满足难度高的集成任务,集成到一些形状最复杂的紧凑光学系统中。

图3 (左): 全聚合物柔性滤光片的结构

更严格的公差与规格

对滤光片镀膜所使用的溅射平台涉及到危险的温度、压力和以极高速度移动的颗粒。因此,很难确保滤光片表面洁净、平整并保持原始状态。在传统的磁控溅射与离子束溅射平台中,表面规格(例如平行度、表面质量、表面平整度、传输波前以及放大率或不规则度)通常会受损;这些技术的发展会带来表面公差更严格的滤光片。

图4 (右): 用于为光学滤光片镀膜的爱特蒙特光学溅射平台
Tighter TOlerances

爱特蒙特光学的新一代光学滤光片

爱特蒙特光学不断改进光学滤光片的规格与公差。以下列表显示了我们最近改进的一些光学滤光片功能。

 

表面质量:20-10

 

表面平整度:λ/10 P-V

 

传输波前:λ/20 RMS

 

紫外线波长低至250nm,而红外线波长接近4000nm

 

滤光片的厚度低至200µm

图5: TECHSPEC®高性能荧光二向色性滤光片的表面与波前图

查看光学滤光片产品系列

TECHSPEC® 高性能荧光二向色滤光片

TECHSPEC® 高品质OD4长波通滤光片

TECHSPEC® High Performance OD 4 Shortpass Filters

TECHSPEC® 高性能短波通滤光片

常见问题

FAQ  爱特蒙特光学是否提供由纤薄、柔性材料制成的滤光片?
是,爱特蒙特光学®提供一系列由超薄聚合物层制成的超薄长波通滤光片。这些滤光片不易划伤,厚度为200-500µm。
FAQ  爱特蒙特光学能提供的滤光片最大直径有多大?

爱特蒙特光学能提供的滤光片最大直径为300mm。由于溅射与镀膜存在限制,因此对于这么大的直径,需要关注基底的公差与均匀性。

FAQ  最常用的滤光片基底有哪些?

常用的滤光片基底材料包括熔融石英、N-BK7和浮法玻璃。最近出现了采用氟化物材料、红外晶体材料(例如硅与锗)以及聚合物和塑料的趋势。

FAQ  我如何为应用选择适当的滤光片?

第一步是确定应用需要哪种类型的滤光片。滤光片的基本类型包括短波通长波通带通二向色性陷波中性密度。每种类型的滤光片都具有能为某种应用带来更好结果的独特特性。第二步是确定所需的波长,因为滤光片的定义依据是会通过或拦截光谱的哪个部分。例如,紫外线截止(即长波通)滤光片的定义目的是通过光谱中的可见光与红外线部分,而拦截(即“截止”)光谱中的紫外线部分。

FAQ  若将光学滤光片倾斜,会发生什么?
一般而言,随着入射角增大,滤光片的透射曲线将向波长较低的部分转移。若与光学系统的中心成很大角度,其效果等同于将滤光片从光学系统的垂直位置倾斜。随着倾斜角度越来越大,曲线的形状开始变化,导致透射平稳减少,并导致透射曲线坡度发生变化。在温度升高时也会产生该效果。干涉滤光片对入射角和温度最为敏感。
FAQ  爱特蒙特光学可以制造哪些类型的滤光片?
爱特蒙特光学®可以制造荧光、二向色性、窄带通、多带通、陷波、中性密度、短波通和长波通滤光片。若我们的标准滤光片选择不符合您的需求,请联系我们索取定制解决方案。

资源

应用案例

技术信息和应用范例,内容包括理论说明、方程式、图片说明等。

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