أنواع مختلفة من المرشحات والمواصفات الرئيسية

أنواع مختلفة من المرشحات والمواصفات الرئيسية

من حيث المبدأ ، يمكن تقسيم المرشحات الضوئية إلى عدة أنواع ، ويتم تقديم هذه الأنواع المختلفة من المرشحات الضوئية أدناه.

1. مرشح الامتصاص: يتم تصنيع مرشح الامتصاص عن طريق خلط الأصباغ الخاصة في مادة الراتنج أو الزجاج.وفقًا للقدرة على امتصاص الضوء بأطوال موجية مختلفة ، يمكن أن تلعب دور الترشيح.المرشحات الزجاجية الملونة هي الأكثر استخدامًا في السوق.مزاياها مستقرة وموحدة وجودة شعاع جيدة وتكلفة تصنيع منخفضة ، ولكن لها عيوب نطاق المرور الكبير نسبيًا ، والذي نادرًا ما يكون أقل من 30 نانومتر.

2. مرشح التداخل: يعتمد مرشح التداخل طريقة الطلاء بالفراغ ، ويتم طلاء طبقة من الفيلم البصري بسمك معين على سطح الزجاج.عادة ما تكون قطعة من الزجاج مصنوعة من أفلام متعددة الطبقات ، ويستخدم مبدأ التداخل لتحقيق السماح لموجات الضوء في نطاق طيفي معين بالمرور.هناك أنواع عديدة من مرشحات التداخل ، ومجالات تطبيقها مختلفة أيضًا.من بينها ، مرشحات التداخل الأكثر استخدامًا هي مرشحات تمرير النطاق ، ومرشحات القطع ، والمرشحات ثنائية اللون.

(1) يمكن لمرشحات تمرير النطاق أن تنقل الضوء بطول موجة محدد أو نطاق ضيق فقط ، ولا يمكن للضوء خارج نطاق التمرير المرور من خلاله.المؤشرات الضوئية الرئيسية لمرشحات تمرير النطاق هي: الطول الموجي المركزي (CWL) ، نصف عرض النطاق الترددي (FWHM) ، والنفاذية (T٪).وفقًا لحجم النطاق الترددي ، يمكن تقسيمه إلى مرشحات ضيقة النطاق بعرض نطاق أقل من 30 نانومتر ؛مرشحات النطاق العريض مع عرض النطاق الترددي أكثر من 60 نانومتر.

(2) يمكن لمرشح القطع (مرشح القطع) تقسيم الطيف إلى منطقتين.لا يمكن للضوء الموجود في إحدى المناطق المرور عبر هذه المنطقة ، والتي تسمى منطقة القطع ، بينما يمكن للضوء الموجود في المنطقة الأخرى أن يمر عبرها بالكامل ، وهو ما يسمى منطقة نطاق التمرير.مرشحات القطع النموذجية هي مرشحات التمرير الطويل ومرشحات التمرير القصير.مرشح تمرير الموجة الطويلة: يشير إلى نطاق الطول الموجي المحدد ، وينتقل اتجاه الموجة الطويلة ، ويتم قطع اتجاه الموجة القصيرة ، والذي يلعب دور عزل الموجة القصيرة.مرشح تمرير الموجة القصيرة: يشير مرشح تمرير الموجة القصيرة إلى نطاق طول موجي محدد ، وينتقل اتجاه الموجة القصيرة ، وينقطع اتجاه الموجة الطويلة ، مما يؤدي إلى عزل الموجة الطويلة.

(3) يمكن للمرشح ثنائي اللون (مرشح مزدوج اللون) تحديد مجموعة صغيرة من الألوان التي تريد تمرير الضوء وفقًا للاحتياجات ، وتعكس الألوان الأخرى.هناك بعض أنواع المرشحات الأخرى: مرشحات الكثافة المحايدة (مرشحات الكثافة المحايدة) ، والمعروفة أيضًا باسم أفلام التوهين ، تُستخدم لمنع مصادر الضوء القوية من إتلاف مستشعر الكاميرا أو المكونات البصرية ، ويمكن أن تمتص أو تعكس الضوء الذي لم يتم امتصاصه .جزء من الضوء المرسل يقلل بشكل موحد من النفاذية في جزء معين من الطيف.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لمرشحات التألق في فصل واختيار أطياف النطاق المميزة لضوء الإثارة والفلورة المنبعثة من المواد في نظام فحص وتحليل الفلورة الطبية الحيوية.إنه مكون رئيسي يستخدم في أدوات الطب الحيوي وعلوم الحياة.

مرشحات علم الفلك هي نوع من المرشحات المستخدمة لتقليل تأثير التلوث الضوئي على جودة الصورة أثناء عملية التقاط الصور الفلكية.

تنقسم مرشحات الكثافة المحايدة عمومًا إلى ماصة وعاكسة.يعتمد مرشح الكثافة المحايدة العاكس مبدأ تداخل الأغشية الرقيقة لنقل جزء من الضوء وعكس الجزء الآخر من الضوء (عادةً لم يعد يستخدم هذا الضوء المنعكس) ، ومن السهل تشكيل ضوء شارد وتقليل الدقة التجريبية. ، لذا يرجى استخدام مجمع الضوء ABC لتجميع الضوء المنعكس.تشير مرشحات الكثافة المحايدة الامتصاصية عمومًا إلى المادة نفسها أو بعد خلط بعض العناصر في المادة ، والتي تمتص بعض الأطوال الموجية المحددة للضوء ، ولكن ليس لها تأثير أو تأثير ضئيل على الأطوال الموجية الأخرى للضوء.بشكل عام ، يكون حد الضرر الناتج عن امتصاص مرشحات الكثافة المحايدة أقل ، وبعد الاستخدام طويل المدى ، قد يكون هناك توليد للحرارة ، لذلك يجب توخي الحذر عند استخدامها.

المواصفات الرئيسية للفلاتر الضوئية

نطاق المرور: نطاق الأطوال الموجية التي يمكن للضوء أن يمر من خلالها يسمى نطاق التمرير.

عرض النطاق الترددي (FWHM): النطاق الترددي هو نطاق طول موجي يستخدم لتمثيل جزء معين من الطيف يمر عبر المرشح من خلال طاقة الحادث ، معبراً عنه بالعرض عند نصف النفاذية الأكبر ، والمعروف أيضًا باسم نصف العرض ، بالنانومتر.على سبيل المثال: ذروة نفاذية المرشح هي 80٪ ، ثم 1/2 40٪ ، والأطوال الموجية اليمنى واليسرى المقابلة لـ 40٪ هي 700nm و 750nm ، ونصف عرض النطاق الترددي 50nm.تسمى المرشحات ذات نصف عرض أقل من 20 نانومتر مرشحات ضيقة النطاق ، وتلك ذات نصف عرض أكبر من 20 نانومتر تسمى مرشحات تمرير النطاق أو مرشحات تمرير النطاق العريض.

الطول الموجي المركزي (CWL): يشير إلى الطول الموجي الذروة للإرسال لممر النطاق أو مرشح النطاق الضيق ، أو الطول الموجي لانعكاس الذروة لمرشح النطاق الترددي ، ونقطة المنتصف بين الطول الموجي 1/2 لنفاذية الذروة ، أي عرض النطاق الترددي. يسمى الطول الموجي المركزي.

النفاذية (T): تشير إلى قدرة النطاق المستهدفة على المرور ، معبراً عنها بالنسبة المئوية ، على سبيل المثال: ذروة نفاذية المرشح (Tp)> 80٪ ، تشير إلى الضوء الذي يمكن أن يمر عبر المرشح بعد التوهين.عندما تكون القيمة القصوى أعلى من 80٪ ، كلما زادت النفاذية ، كانت قدرة نقل الضوء أفضل.نطاق القطع: يستخدم لتمثيل فاصل الطول الموجي للمنطقة الطيفية للطاقة التي يفقدها المرشح ، أي مدى الطول الموجي خارج نطاق التمرير.معدل القطع (الكتلة): يتم استخدام النفاذية المقابلة لطول الموجة في نطاق القطع ، والمعروف أيضًا باسم عمق القطع لوصف درجة قطع المرشح.من المستحيل أن يصل نفاذية الضوء إلى الصفر. فقط من خلال جعل نفاذية المرشح قريبة من الصفر يمكن قطع الطيف غير المرغوب فيه بشكل أفضل.يمكن قياس معدل القطع بالنفاذية ، ويمكن أيضًا التعبير عنه بالكثافة البصرية (OD).علاقة التحويل بينها وبين النفاذية (T) هي كما يلي: OD = log10 (1 / T) عرض النطاق الانتقالي: وفقًا للمرشح يختلف عمق القطع ، والعرض الطيفي الأكبر المسموح به بين قطع المرشح المحدد- من العمق والموضع 1/2 من ذروة النفاذية.انحدار الحواف: ie [(T80-λT10) / T10] *

الانعكاس العالي (HR): ينعكس معظم الضوء الذي يمر عبر الفلتر.

نفاذية عالية (HT): النفاذية عالية ، وفقدان الطاقة للضوء الذي يمر عبر الفلتر صغير جدًا.زاوية السقوط: الزاوية بين الضوء الساقط والقاعدة الطبيعية لسطح المرشح تسمى زاوية السقوط.عندما يسقط الضوء عموديًا ، تكون زاوية السقوط 0 درجة.

الفتحة الفعالة: المنطقة المادية التي يمكن استخدامها بشكل فعال في الأجهزة البصرية تسمى الفتحة الفعالة ، والتي عادة ما تكون مماثلة لحجم مظهر المرشح ، متحدة المركز ، وأصغر حجمًا قليلاً.طول موجة البداية: يشير طول موجة البداية إلى الطول الموجي المقابل عندما تزداد النفاذية إلى نصف الذروة في مرشح تمرير الموجة الطويلة ، وفي بعض الأحيان يمكن تعريفها على أنها 5٪ أو 10٪ من الذروة في النطاق- مرشح تمرير الطول الموجي المقابل للنفاذية.

الطول الموجي للقطع: يشير الطول الموجي المقطوع إلى الطول الموجي المقابل عندما يتم تقليل النفاذية في مرشح تمرير الموجة القصيرة إلى 1/2 من قيمة الذروة.في مرشح تمرير النطاق ، يمكن تعريفه أحيانًا على أنه ذروة نفاذية تبلغ 5٪ أو 10٪.الطول الموجي المقابل لمعدل النجاح.

مواصفات السطح ومعلمات الأبعاد لجودة سطح المرشحات

تحتوي جودة سطح المرشح بشكل أساسي على عيوب مثل الخدوش والحفر على السطح.المواصفات الأكثر استخدامًا لجودة السطح هي الخدوش والحفر المحددة بواسطة MIL-PRF-13830B.يُحسب اسم الحفر عن طريق قسمة قطر الحفرة بالميكرونات على 10 ، وعادةً ما تسمى مواصفات حفرة الخدش بالجودة القياسية في النطاق من 80 إلى 50 ؛الجودة في حدود 60 إلى 40 ؛وسيُعتبر النطاق من 20 إلى 10 جودة عالية الدقة.

جودة السطح: جودة السطح هي مقياس لدقة السطح.يتم استخدامه لقياس انحراف الطائرات مثل المرايا أو النوافذ أو المنشور أو المرايا المسطحة.عادةً ما يقاس انحراف النعومة بقيمة التموج (λ) ، وهي تتكون من مصادر اختبار ذات أطوال موجية متعددة ، شريط واحد يتوافق مع 1/2 طول موجة ، والنعومة 1λ ، وهو ما يمثل مستوى الجودة العام ؛النعومة هي λ / 4 ، والتي تمثل مستوى الجودة ؛النعومة λ / 20 ، تمثل مستوى جودة عالي الدقة.

التسامح: يكون تفاوت المرشح بشكل أساسي على الطول الموجي المركزي ونصف عرض النطاق الترددي ، لذلك يشار إلى مدى تحمل منتج المرشح.

تحمل القطر: بشكل عام ، لا يكون تأثير تحمل قطر المرشح كبيرًا أثناء الاستخدام ، ولكن إذا كان الجهاز البصري سيُركب على الحامل ، فيجب مراعاة تفاوت القطر.عادةً ما يُطلق على تفاوت القطر في (± 0.1 مم) الجودة العامة ، ويسمى (± 0.05 مم) بجودة الدقة ، ويطلق على (± 0.01 مم) الجودة العالية.

تفاوت سماكة المركز: سماكة المركز هي سماكة الجزء المركزي من الفلتر.عادةً ما يسمى تفاوت سماكة المركز (± 0.2 مم) بالجودة العامة ، ويسمى (± 0.05 مم) بجودة الدقة ، ويطلق على (± 0.01 مم) الجودة العالية.