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光學濾光片的作用原理及應用
濾光片能衰減光強度，改變光譜成分或限定振動面的光學零件。濾光片的一個共性，就是沒有任何濾光片能讓天體的成像變得更明亮，因為所有的濾光片都會吸收某些波長，從而使物體變得更暗。

濾光片的原理
濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過，如此類推。玻璃片的折射率原本與空氣差不多，所有色光都可以通過，所以???透明的，但是染了染料后，分子結構變化，折射率也發(fā)生變化，對某些色光的通過就有變化了。比如一束白光通過藍色濾光片，射出的是一束藍光，而綠光、紅光極少，大多數(shù)被濾光片吸收了。

濾光片的原理.j濾光片的原理.jpg

如果濾光片的濾光波長為520nm，那么它對520nm波長的光吸收*大，對520nm左右波長光的吸收隨著波長的增加或減少而遞減，這取決于該濾光片的半波寬，超過半波寬的兩倍，光即不被吸收，可完全通過。

濾光片的作用
濾光片的作用很大。廣泛用于攝影界。一些攝影大師拍攝的風景畫，為什么主景總是那么突出，是怎樣做到的?這就用到了濾光片。比如你想用相機起拍一朵黃花，背景是藍天、綠葉，如果按照平常拍，就不能突出“黃花”這個主題，因為黃花的形象不夠突出。

但是，如果在鏡頭前放一個黃色濾光片，阻擋一部分綠葉發(fā)出的綠光、藍天發(fā)出的藍光，而讓黃花發(fā)出的黃光大量通過，這樣，黃花就顯得十分明顯了，突出了“黃花”這個主題。

濾光片的分類
濾光片一般式按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應用特點等特性進行分類。
濾光片的分類.jpg
濾光片按照光譜特性分類可以分為帶通濾光片截止濾光片、二向分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片等;濾光片按照光譜波段分類可以分為紫外波段濾光片、可見光濾光片和紅外波段濾光片;濾光片按照應用膜層材料分類可以分為軟膜濾光片和硬膜濾光片;濾光片按照應用特點分類可以分為醫(yī)用生化儀用濾光片、熒光顯微鏡用濾光片、多波段硬膜濾光片等。

常見的濾光片有帶通濾光片，彩色濾光片，紅外濾光片，干涉濾光片，紅外截止濾光片，衰減片，窄帶濾光片及分光片、光學鏡片等等。如低通濾光片主要用于CCD和CMOS上其作用是：①濾除光線中的紅外光;②修整進光。

干涉濾光片
利用干涉原理只使特定光譜范圍的光通過的光學薄膜。通常由多層薄膜構成。干涉濾光片種類繁多，用途不一，常見干涉濾光片分截止濾光片和帶通濾光片兩類。

截止濾光片：

截止濾光片能把光譜范圍分成兩個區(qū)，一個區(qū)中的光不能通過(截止區(qū))，而另一區(qū)中的光能充分通過(通帶區(qū))。典型的截止濾光片有低通濾光片(只允許長波光通過)和高通濾光片(只允許短波光通過)，它們均為多層介質(zhì)膜，具有由高折射率層和低折射率層交替構成的周期性結構。

例如，*簡單的高通濾光片的結構為g(L/2)(HL)mH(L/2)a，其中g代表玻璃(光學元件材料)，a代表膜外空氣，L和H分別代表厚度為1/4波長的低折射率層和高折射率層，L/2則代表厚度為1/8波長的低折射率層，m為周期數(shù)。

類似地，低通濾光片的結為g(H/2)L(HL)(H/2)a。一種具有對稱型周期膜系的高通和低通濾光片的結構分別為g(0.5LH0.5L)ma和g(0.5HL0.5H)ma。

濾光片的分類.jpg

帶通濾光片：

帶通濾光片只允許較窄波長范圍的光通過，常見的是法布里-珀羅型濾光片，它實質(zhì)上是一個法布里-珀羅標準具。具體結構為：玻璃襯底上涂一層半透明金屬層，接著涂一層氟化鎂隔層，再涂一層半透明金屬層，兩金屬層構成了法布里-珀羅標準具的兩塊平行板。

當兩極的間隔與波長同數(shù)量級時，透射光中不同波長的干涉高峰分得很開，利用別的吸收型濾光片可把不允許透過的光濾掉，從而得到窄通帶的帶通濾光片，其通頻帶寬度遠比普通吸收型濾光片要窄。另外還有全電介質(zhì)的法布里-珀羅型濾光片。

根據(jù)需要，帶通濾光片的通頻帶可從紅外到紫外。在可見光區(qū)，彩色電視攝像機中可利用這種濾光片把像分離成不同顏色;在紅外區(qū)，常用于二氧化碳激光器、導 彈制導系統(tǒng)及衛(wèi)星傳感器等。

薄膜濾光片
薄膜濾光片的主要特點是尺寸可做得相當大。

薄膜濾光片，又分為薄膜吸收濾光片和薄膜干涉濾光片兩種。前者是在特定材料片基上，用化學浸蝕使吸收線正好位于需要的波長處。一般透過的波長較長多用做紅外濾光片。后者是在一定片基，用真空鍍膜法交替形成具有一定厚度的高折射率或低折射率的金屬-介質(zhì)-金屬膜，或全介質(zhì)膜，構成一種低級次的多級串聯(lián)實心法布里-珀涉儀。膜層的材料厚度和串聯(lián)方式的選擇，由所需要的中心波長和透射帶寬λ確定。

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