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帶通濾光片的原理及方向

更新更新時(shí)間:2021-10-18 點(diǎn)擊次數(shù):1171
   帶通濾光片,一般的濾光片包括長(zhǎng)波通濾光片,短波通濾光片等。濾光片是用來(lái)選取所需輻射波段的光學(xué)器件。濾光片的一個(gè)共性,就是沒(méi)有任何濾光片能讓天體的成像變得更明亮,因?yàn)樗械臑V光片都會(huì)吸收某些波長(zhǎng),從而使物體變得更暗。
  
  帶通濾光片是通過(guò)在基底表面沉積多層光學(xué)材料制備而成的。通常情況下,多個(gè)介質(zhì)膜堆由間隔層隔開(kāi)。介質(zhì)膜堆由大量高折射率和低折射率的介質(zhì)材料層交替組成。介質(zhì)膜堆中每層膜的厚度為λ/4,其中,λ為濾光片的中心波長(zhǎng)(即濾光片最大透過(guò)率處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng))。間隔層位于介質(zhì)膜堆之間,厚度為(nλ)/2,其中n為整數(shù)。間隔層可以是有色玻璃、環(huán)氧樹(shù)脂、染料、金屬或介質(zhì)層。法布里-珀羅腔就是由兩個(gè)介質(zhì)膜堆和中間的間隔層組成的。濾光片安裝在刻有標(biāo)記的金屬環(huán)中,能保護(hù)濾光片,且便于操作。
  
  濾光片的邊緣刻有箭頭,用來(lái)標(biāo)明光透射濾光片的推薦方向。雖然濾光片的任意一面朝向光源都能起到濾光的作用,但是將鍍膜面朝向光源效果更佳。這樣能很大程度地降低截止基底或有色玻璃濾光片層吸收通帶外的輻射而引起的熱效應(yīng)或者可能產(chǎn)生的熱損傷。右圖為濾光片在低強(qiáng)度寬帶光源照明下測(cè)得的透射率與波長(zhǎng)的函數(shù)關(guān)系曲線(xiàn)圖。該圖表明透射濾光片的方向?qū)Τ錾涔獾墓鈴?qiáng)和光譜影響很小。光線(xiàn)從正面和背面入射之間的最小差異很可能是由于濾光片移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和更換時(shí)微小的入射角度變化而引起的。
  
  使用濾光片時(shí),已準(zhǔn)直的光應(yīng)垂直入射到濾光片的表面。當(dāng)未準(zhǔn)直的光或者光非垂直入射到濾光片表面時(shí),中心波長(zhǎng)(透射率峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng))將向短波長(zhǎng)移動(dòng),且透射波段(通帶)形狀會(huì)發(fā)生變化。稍稍改變?nèi)肷浣嵌?,就能在小范圍?nèi)有效地調(diào)節(jié)濾光片的通帶。而入射角度變化較大時(shí),將引起中心波長(zhǎng)的大幅度變化,而且還將明顯扭曲通帶的形狀,甚至?xí)?dǎo)致通帶透過(guò)率明顯下降。

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