Светофильтры

Типы светофильтров

Фильтры нейтральной плотности («серые фильтры») уменьшают энергию падающего света на требуемую величину (например, на 75%) и в основном не зависят от длины волны.

Однако по теоретическим причинам кривые пропускания фильтров нейтральной плотности в широком спектральном диапазоне всегда имеют некоторые отклонения в пропускании, т.е. они не являются «нейтральными» как требуется. Черные металлические или тканые сетки с достаточно тонкой текстурой могут быть хорошими нейтральными фильтрами, особенно в УФ диапазоне.

Цветные фильтры пропускают только определенную длину волны или диапазон длин волн. Это их свойство основано либо на эффектах интерференции или отражения либо на специфическом поглощении материала фильтра (абсорбционные фильтры).

Существуют еще подавляющие фильтры — они подавляют узкий спектральный диапазон (обычно от 15 до 40 нм при Т = 10%) с эффективностью между 10-3 и 10-4 (А = 3-4). Вне диапазона подавления пропускание таких фильтров обычно составляет 75% (за исключением области более высоких и низких гармоник подавляемой длины волны).

Интерференционный фильтр

По физическим причинам длина волны пропускания интерференционных фильтров зависит от угла падения светового луча. Интерференционный фильтр — это модифицированный интерферометр Фабри — Перо. Основой его конструкции служат расположенные на небольшом расстоянии друг от друга две прозрачные плоскопараллельные частично отражающие пластины, которые благодаря интерференции пропускают лишь узкую часть спектрального диапазона. Этот эффект может быть использован для получения с помощью небольшого поворотного устройства нескольких полос пропускания (различие до 20 нм) от одного интерференционного фильтра (см. рис. 1).

Рис. 1. В соответствии с законами физики, пропускающая способность интерференционных фильтров зависит от угла падения луча света. Например, у фильтра, изображенного на рисунке, максимум пропускания приходится на длину волны 596 нм, а простое поворотное устройство позволяет смещать максимальную длину волны на 10-20 нм при одновременном снижении пропускания

Оптические свойства фильтра

Оптические свойства фильтра определяются степенью пропускания $Τ(λ)$.

Как правило, в соответствии с графической зависимостью пропускания $Т$ от длины волны $(\log 1/Т)- λ$, фильтры бывают пропускающими (резкое возрастание пропускания с увеличением $λ$) и отрезными (резкое снижение пропускания с увеличением $λ$). На практике часто применяются комбинации этих двух фильтров, что позволяет иметь непрерывное изменение полосы пропускания длин волн. Широкополосные фильтры пропускают широкий спектральный диапазон, а узкополосные фильтры — узкий, в форме колоколообразной кривой. Полуширина HW узкополосного фильтра определяется как ширина спектральной полосы в нм, где интенсивность пика составляет 50% от максимума ($Δλ0,5$):

$HW=\frac{\Delta {{\lambda }_{0,5}}}{{{\lambda }_{m}}}\cdot 100\%$

Нужна работа по низкой цене? У нас вы можете заказать статью по физике недорого!

Тест по теме «Светофильтры»