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光學薄膜3——濾波片

2024-01-19科學

一般我們把改變光束性質或者顏色的膜叫做濾光片,常見的有:

  1. 幹涉截止濾光片
  2. 帶通濾光片
  3. 金屬濾光片
  4. 負濾光片

幹涉截止濾光片

要求某一波長範圍的光束高透,而偏離這一區域的光束驟然變為截止,我們把這種類別的膜叫幹涉截止濾光片。

此類膜有著廣泛的用途,例如照明上用的冷光碗上的冷光膜、舞廳裏色彩變幻的旋轉燈都屬於此類。

幹涉截止濾光片的幾個重要指標

  1. 透射曲線開始上升(或下降)時的波長以及此曲線上升(或下降)的特許斜率
  2. 高透射帶的光譜寬度、平均透射率以及在此透射帶內特許的最小透射率
  3. 具有低透射率的反射帶(抑制帶)的光譜寬度以及在此範圍內所特許的最大透射率。

幹涉截止濾光片的分類

可以分為長波通和短波通兩類,見下圖

帶通濾光片

從光學薄膜的角度來講,最有意義的進展是1899年出現的法布立-珀珞幹涉儀。它是幹涉帶通濾光片的一種基本結構。而自從1940年出現金屬-介質濾光片以來,它已經在光學、光譜學、激光、天文物理學等各個領域得到了廣泛的套用。

法布立—珀珞的結構

帶通的主要參數

  • λ0——中心波長,或峰值波長
  • Tmax——中心波長透射率或峰值透射率
  • 2⊿λ——透過率為峰值透過率一半的波長寬度,也稱通帶半寬度,有時也用2⊿λ/ λ0表示相對半寬度
  • 根據膜層的不同,帶通濾波片可分為

    1. 金屬濾光片
    2. 全介質濾光片
    3. 雙半波、三半波全介質濾光片
    4. 金屬誘導透射濾光片

    金屬誘導透射濾光片

    介質帶通濾光片的結構為:介質反射膜/間隔層/介質反射膜/間隔層/介質反射膜.但是濾光片也可以是混合結構,例如用一層金屬膜如銀膜代替兩間隔之間的介質反射膜形式如下:

    1. 介質反射膜/間隔層/金屬膜/間隔層/介質反射膜
    2. 這是金屬誘導透射濾光片的基本形式
    3. 這種濾光片的好處:長波無次峰、透射率較高