Aplicarea filtrelor pe diferite benzi spectrale în industria optică

Aplicarea filtrelor
Aplicarea filtrelor pe diferite benzi spectrale în industria optică valorifică în principal capacitățile lor de selecție a lungimii de undă, permițând funcționalități specifice prin modularea lungimii de undă, intensității și a altor proprietăți optice. Următoarele prezintă clasificările principale și scenariile de aplicare corespunzătoare:

Clasificare bazată pe caracteristici spectrale:
1. Filtru trece-lung (λ > lungime de undă de delimitare)
Acest tip de filtru permite trecerea lungimilor de undă mai mari decât lungimea de undă de delimitare, blocând în același timp lungimile de undă mai scurte. Este utilizat în mod obișnuit în imagistica biomedicală și estetica medicală. De exemplu, microscoapele cu fluorescență utilizează filtre cu trecere lungă pentru a elimina lumina interferentă cu unde scurte.

2. Filtru trece-scurt (λ < lungime de undă de delimitare)
Acest filtru transmite lungimi de undă mai scurte decât lungimea de undă de delimitare și atenuează lungimi de undă mai mari. Își găsește aplicații în spectroscopia Raman și observațiile astronomice. Un exemplu practic este filtrul trece-scurt IR650, care este utilizat în sistemele de monitorizare a securității pentru a suprima interferențele infraroșii în timpul zilei.

3. Filtru cu bandă îngustă (lățime de bandă < 10 nm)
Filtrele cu bandă îngustă sunt utilizate pentru detecție precisă în domenii precum LiDAR și spectroscopia Raman. De exemplu, filtrul cu bandă îngustă BP525 are o lungime de undă centrală de 525 nm, o lățime completă la jumătate din maxim (FWHM) de numai 30 nm și o transmitanță de vârf care depășește 90%.

4. Filtru Notch (lățime de bandă stopband < 20 nm)
Filtrele crestătură sunt special concepute pentru a suprima interferențele într-un interval spectral îngust. Acestea sunt utilizate pe scară largă în protecția laserelor și imagistica bioluminescentă. Un exemplu include utilizarea filtrelor crestătură pentru a bloca emisiile laser de 532 nm care pot prezenta pericole.

Clasificare pe baza caracteristicilor funcționale:
- Filme polarizante
Aceste componente sunt utilizate pentru a distinge anizotropia cristalului sau pentru a atenua interferențele luminii ambientale. De exemplu, polarizatoarele cu grilă metalică pot rezista la iradiere laser de mare putere și sunt potrivite pentru utilizarea în sistemele LiDAR cu conducere autonomă.

- Oglinzi dicroice și separatoare de culori
Oglinzile dicroice separă benzi spectrale specifice cu margini de tranziție abrupte - de exemplu, reflectând lungimi de undă sub 450 nm. Spectrofotometrele distribuie proporțional lumina transmisă și reflectată, o funcționalitate observată frecvent în sistemele de imagistică multispectrală.

Scenarii principale ale aplicațiilor:
- Echipamente medicale: Tratamentul oftalmic cu laser și dispozitivele dermatologice necesită eliminarea benzilor spectrale dăunătoare.
- Detecție optică: Microscoapele cu fluorescență utilizează filtre optice pentru a detecta proteine fluorescente specifice, cum ar fi GFP, îmbunătățind astfel raportul semnal-zgomot.
- Monitorizare a securității: Seturile de filtre IR-CUT blochează radiațiile infraroșii în timpul funcționării pe timp de zi pentru a asigura o reproducere precisă a culorilor în imaginile capturate.
- Tehnologia laser: Filtrele Notch sunt utilizate pentru a suprima interferențele laser, cu aplicații care acoperă sistemele de apărare militară și instrumentele de măsurare de precizie.