当客户向滤光片厂家提出需要采购滤光片或者定制的请求时,我们往往要知道他们需要的是什么样的滤光片,怎么来定义客户想要的滤光片呢,那就需要了解光学滤光片的参数和光谱曲线图。
下面是一张带通滤光片的曲线图,我们来看一下光学参数是怎么定义的:
通带:
在光谱曲线中,我们把光线实际通过的区域叫做通带,请一定牢记以方便交流时表述。
中心波长(Center wavelength)
中心波长,简写CWL,一般是指带通或窄带滤光片的峰值透射波长,或者是陷波滤光片的峰值反射波长,精准地说,应该在峰值透射率为50%的波长之间的中点,即FWHM的中点。
带宽(Full Width at Half Maximum)
带宽(FWHM)是一个波长范围,用于表示频谱通过入射能量穿过滤光片的特定部分,用最大透过率一半处的宽度表示,又称为半宽,单位为nm。半宽少于20nm的称为窄带滤光片,高于20nm的称为带通滤光片或者宽带通滤光片。举个例子,某滤光片峰值透过率是90%,那么1/2就是45%,45%所对应的左右波长是800nm和850nm,那半带宽就是50nm。
透过率(T)
透过率指目标波段的通光能力,通常以百分比表示,如峰值透过率(Tp)>90%,是指光通过滤光片损耗后能够透过的最高值在90%以上,数值越大,代表透光能力越好。
截止范围(Cut off wavelength)
截止范围是用于表示通过滤光片衰减的能量光谱区域的波长间隔,简单的理解就是通带以外的范围,截止的程度又称之为截止深度,通常用光密度或者透射率说明。
截止率(Blocking)
截止区所对应的透过率,又叫截止深度,用来描述滤光片截止程度,由于要想透过率达到零那是非常难的事情,只能选择它透过率接近于零,就是不想要的光谱透过率越小越好。截止率可以用透射百分比来表示,也可以用光密度(OD)来表示,其换算关系为:
光密度值越高透射率越低,在光谱上大致如下图:
高反(HR): 光通过滤光片大部分被反射。
高透(HT): 透过率高,光通过滤光片能量损失很小。
入射角度
入射光与滤光片表面法线之间的夹角称为入射角度,当光线垂直入射时,入射角为0°。
产品材质(Product material)
比如我们常用的光学级别类玻璃:颜色玻璃、i浮法玻璃、K9、BK7、B270、D263T、JGS1、jGS2等等。
有效孔径
光学器件中能有效利用的物理区域叫做有效孔径,通常和滤光片的外观尺寸相似,同心,尺寸略小。
起始波长(λcut-on)
起始波长是用于表示在长波通滤光片中透射率增加至50%波长的术语,在带通滤光片中有时也可定义为峰值透过率的5%或者10%点。
截止波长(λcut-off)
截止波长是用于表示在短波通滤光片中透射率降低至50%波长的术语,在带通滤光片中有时也可定义为峰值透过率的5%或者10%点。
滤光片的尺寸参数
公差(Tolerance):任何产品都有制造公差,以带通滤光片为例,中心波长要有公差,半宽要有公差,因此定购产品时一定要标明公差范围。
直径公差:
圆形光学元件的直径公差提供了一个可接受的直径值范围, 虽然直径公差不会对光学产品本身的光学性能产生任何影响,但如果要在固定器上安装光学产品,则是必须考虑的, 通常直径的公差在(+/-0.1 mm)表示一般质量,(+/-0.05 mm)表示精密质量,(+/-0.01 mm)则为高质量。
中心厚度公差:
光学器件的中心厚度测量的是中心部分的材料厚度,通常中心厚度的公差在: (+/-0.2mm)表示一般质量,(+/-0.05mm)表示精密质量,(+/-0.01mm)则为高质量。
滤光片的表面规格
表面质量
光学表面的质量用来衡量光学产品表面特性,并且涵盖了一些划痕和坑点等瑕疵,表面质量最常用的规格是由MIL-PRF-13830B说明的划痕和坑点规格,坑点名称是通过以微米计的坑点直径除以10来计算的,通常划痕坑点规格在80至50之间将视为标准质量;在60至40之间为精确质量;而在20至10之间将视为高精度质量。
表面平行度
表面平面度是一种测量表面精度的规格类型,它用于测量反射镜、窗口片、棱镜或平光镜等平面的偏差,平滑度的偏差通常是按波纹值(λ)来测量的,它们是由多个波长的测试源组成,一个条纹对应½的波长,平滑度为1λ,则表示一般的质量级别;平滑度为λ/4,则表示精确的质量级别;平滑度为λ/20,表示高精度的质量级别。
对于业务来说,滤光片的这些光学参数必须要非常熟悉和了解,防止在与客户沟通时出现遗漏导致出售产品和客户要求不相符。