截止滤光片是一种滤光片,它的作用是截止某一特定波长以下或以上的光线,从而只允许通过特定波长范围内的光线。 截止滤光片分为短波截止滤光片和长波截止滤光片两种。 前者可以保留长波段,滤掉所有短波段辐射的光,后者则反之。
截止滤光片的原理主要有三种:吸收型、薄膜干涉型和吸收与干涉组合型。
吸收型截止滤光片是利用某些材料对特定波长的光有强烈的吸收作用,从而达到截止的目的。 例如,红外截止滤光片就是利用玻璃或者有机玻璃对红外光的吸收特性,只让可见光通过。 吸收型截止滤光片的优点是制作简单、成本低、适用于宽带截止,缺点是吸收了大量的能量,容易发热和变色。
薄膜干涉型截止滤光片是利用多层薄膜在不同波长的光下产生不同的干涉效应,从而达到截止的目的。 例如,紫外截止滤光片就是利用多层氧化物或氟化物薄膜在紫外波段产生高反射,而在可见光和红外波段产生高透过。 薄膜干涉型截止滤光片的优点是透过率高、损耗小、稳定性好、适用于窄带截止,缺点是制作复杂、成本高、受角度影响大。
吸收与干涉组合型截止滤光片是将吸收型和薄膜干涉型的原理结合起来,从而达到更好的截止效果。 例如,可见光截止滤光片就是在玻璃基底上镀上一层金属薄膜,使得可见光被金属反射,而红外光被玻璃透过。 吸收与干涉组合型截止滤光片的优点是截止效果好、适用于多种波段,缺点是制作难度大、成本高、易受温度影响。
截止滤光片在各个领域都有广泛的应用,例如:
在摄影中,可以使用截止滤光片来改变图像的色调和对比度。 例如,使用紫外截止滤光片可以消除紫外光对图像的影响,使得天空更蓝,云彩更白。 使用红外截止滤光片可以滤掉红外光,使得图像更清晰,颜色更鲜艳。
在生物医学中,可以使用截止滤光片来分离和选择物质的激发光和发射荧光的特征波段光谱。 例如,使用荧光滤光片可以在荧光显微镜中观察细胞或组织的荧光标记。 使用拉曼滤光片可以在拉曼光谱仪中分析物质的分子结构。
在天文学中,可以使用截止滤光片来减小光污染对天文照片的影响。 例如,使用氢氧化钠截止滤光片可以滤掉人造灯光产生的氢氧化钠发射线,使得夜空更暗,星星更亮。 使用氢氦截止滤光片可以滤掉太阳风产生的氢氦发射线,使得日冕更清晰,太阳活动更明显。