當客戶向濾光片廠家提出需要采購濾光片或者定制的請求時,我們往往要知道他們需要的是什么樣的濾光片,怎么來定義客戶想要的濾光片呢,那就需要了解光學濾光片的參數和光譜曲線圖。
下面是一張帶通濾光片的曲線圖,我們來看一下光學參數是怎么定義的:
通帶:
在光譜曲線中,我們把光線實際通過的區域叫做通帶,請一定牢記以方便交流時表述。
中心波長(Center wavelength)
中心波長,簡寫CWL,一般是指帶通或窄帶濾光片的峰值透射波長,或者是陷波濾光片的峰值反射波長,精準地說,應該在峰值透射率為50%的波長之間的中點,即FWHM的中點。
帶寬(Full Width at Half Maximum)
帶寬(FWHM)是一個波長范圍,用于表示頻譜通過入射能量穿過濾光片的特定部分,用最大透過率一半處的寬度表示,又稱為半寬,單位為nm。半寬少于20nm的稱為窄帶濾光片,高于20nm的稱為帶通濾光片或者寬帶通濾光片。舉個例子,某濾光片峰值透過率是90%,那么1/2就是45%,45%所對應的左右波長是800nm和850nm,那半帶寬就是50nm。
透過率(T)
透過率指目標波段的通光能力,通常以百分比表示,如峰值透過率(Tp)>90%,是指光通過濾光片損耗后能夠透過的最高值在90%以上,數值越大,代表透光能力越好。
截止范圍(Cut off wavelength)
截止范圍是用于表示通過濾光片衰減的能量光譜區域的波長間隔,簡單的理解就是通帶以外的范圍,截止的程度又稱之為截止深度,通常用光密度或者透射率說明。
截止率(Blocking)
截止區所對應的透過率,又叫截止深度,用來描述濾光片截止程度,由于要想透過率達到零那是非常難的事情,只能選擇它透過率接近于零,就是不想要的光譜透過率越小越好。截止率可以用透射百分比來表示,也可以用光密度(OD)來表示,其換算關系為:
光密度值越高透射率越低,在光譜上大致如下圖:
高反(HR): 光通過濾光片大部分被反射。
高透(HT): 透過率高,光通過濾光片能量損失很小。
入射角度
入射光與濾光片表面法線之間的夾角稱為入射角度,當光線垂直入射時,入射角為0°。
產品材質(Product material)
比如我們常用的光學級別類玻璃:顏色玻璃、i浮法玻璃、K9、BK7、B270、D263T、JGS1、jGS2等等。
有效孔徑
光學器件中能有效利用的物理區域叫做有效孔徑,通常和濾光片的外觀尺寸相似,同心,尺寸略小。
起始波長(λcut-on)
起始波長是用于表示在長波通濾光片中透射率增加至50%波長的術語,在帶通濾光片中有時也可定義為峰值透過率的5%或者10%點。
截止波長(λcut-off)
截止波長是用于表示在短波通濾光片中透射率降低至50%波長的術語,在帶通濾光片中有時也可定義為峰值透過率的5%或者10%點。
濾光片的尺寸參數
公差(Tolerance):任何產品都有制造公差,以帶通濾光片為例,中心波長要有公差,半寬要有公差,因此定購產品時一定要標明公差范圍。
直徑公差:
圓形光學元件的直徑公差提供了一個可接受的直徑值范圍, 雖然直徑公差不會對光學產品本身的光學性能產生任何影響,但如果要在固定器上安裝光學產品,則是必須考慮的, 通常直徑的公差在(+/-0.1 mm)表示一般質量,(+/-0.05 mm)表示精密質量,(+/-0.01 mm)則為高質量。
中心厚度公差:
光學器件的中心厚度測量的是中心部分的材料厚度,通常中心厚度的公差在: (+/-0.2mm)表示一般質量,(+/-0.05mm)表示精密質量,(+/-0.01mm)則為高質量。
濾光片的表面規格
表面質量
光學表面的質量用來衡量光學產品表面特性,并且涵蓋了一些劃痕和坑點等瑕疵,表面質量最常用的規格是由MIL-PRF-13830B說明的劃痕和坑點規格,坑點名稱是通過以微米計的坑點直徑除以10來計算的,通常劃痕坑點規格在80至50之間將視為標準質量;在60至40之間為精確質量;而在20至10之間將視為高精度質量。
表面平行度
表面平面度是一種測量表面精度的規格類型,它用于測量反射鏡、窗口片、棱鏡或平光鏡等平面的偏差,平滑度的偏差通常是按波紋值(λ)來測量的,它們是由多個波長的測試源組成,一個條紋對應½的波長,平滑度為1λ,則表示一般的質量級別;平滑度為λ/4,則表示精確的質量級別;平滑度為λ/20,表示高精度的質量級別。
對于業務來說,濾光片的這些光學參數必須要非常熟悉和了解,防止在與客戶溝通時出現遺漏導致出售產品和客戶要求不相符。