Filtrite rakendamine optikatööstuses erinevatel spektraalribadel

Filtrite rakendamine
Optikatööstuses erinevate spektraalribade filtrite kasutamine kasutab peamiselt nende lainepikkuse valiku võimalusi, võimaldades spetsiifilisi funktsioone lainepikkuse, intensiivsuse ja muude optiliste omaduste moduleerimise teel. Järgnevalt on esitatud peamised klassifikatsioonid ja vastavad rakendusstsenaariumid:

Spektraalsete omaduste põhjal klassifitseerimine:
1. Pikkpääsfilter (λ > piirlainepikkus)
Seda tüüpi filter laseb läbi piirlainepikkusest pikemaid lainepikkusi, blokeerides samal ajal lühemaid lainepikkusi. Seda kasutatakse tavaliselt biomeditsiinilises pildistamises ja meditsiinilises esteetikas. Näiteks fluorestsentsmikroskoobid kasutavad lühilainelise segava valguse kõrvaldamiseks pikapääsfiltreid.

2. Lühipääsfilter (λ < piirlainepikkus)
See filter laseb läbi piirlainepikkusest lühemaid lainepikkusi ja nõrgestab pikemaid lainepikkusi. Seda kasutatakse Ramani spektroskoopias ja astronoomilistes vaatlustes. Praktiline näide on IR650 lühipääsfilter, mida kasutatakse turvaseiresüsteemides infrapunahäirete summutamiseks päevasel ajal.

3. Kitsaribaline filter (ribalaius < 10 nm)
Kitsaribalisi filtreid kasutatakse täpseks tuvastamiseks sellistes valdkondades nagu LiDAR ja Ramani spektroskoopia. Näiteks kitsaribalisel BP525 filtril on keskne lainepikkus 525 nm, poolväärtuslaius (FWHM) vaid 30 nm ja maksimaalne läbilaskvus üle 90%.

4. Sälkfilter (piirriba ribalaius < 20 nm)
Sälkfiltrid on spetsiaalselt loodud kitsas spektraalvahemikus interferentsi summutamiseks. Neid kasutatakse laialdaselt laserkaitses ja bioluminestsentskuvamises. Näiteks hõlmab sälkfiltrite kasutamist 532 nm laserkiirguse blokeerimiseks, mis võib kujutada endast ohtu.

Klassifikatsioon funktsionaalsete omaduste põhjal:
- Polariseerivad kiled
Neid komponente kasutatakse kristallide anisotroopia eristamiseks või ümbritseva valguse interferentsi leevendamiseks. Näiteks metalltraadist võrega polarisaatorid taluvad suure võimsusega laserkiirgust ja sobivad kasutamiseks autonoomsetes LiDAR-süsteemides.

- Dihroilised peeglid ja värvieraldajad
Dihroilised peeglid eraldavad kindlaid spektraalribasid järskude üleminekuservadega – näiteks peegeldavad lainepikkusi alla 450 nm. Spektrofotomeetrid jaotavad proportsionaalselt läbiva ja peegeldunud valguse, mis on sageli täheldatav multispektraalsetes pildistamissüsteemides.

Põhirakenduse stsenaariumid:
- Meditsiiniseadmed: oftalmoloogiline laserravi ja dermatoloogilised seadmed nõuavad kahjulike spektraalribade kõrvaldamist.
- Optiline tuvastamine: Fluorestsentsmikroskoobid kasutavad optilisi filtreid spetsiifiliste fluorestseeruvate valkude, näiteks GFP, tuvastamiseks, parandades seeläbi signaali-müra suhet.
- Turvamonitooring: IR-CUT filtrikomplektid blokeerivad päevasel ajal infrapunakiirgust, et tagada jäädvustatud piltide täpne värvide taasesitus.
- Lasertehnoloogia: sälkfiltreid kasutatakse laserinterferentsi summutamiseks, kusjuures rakendused hõlmavad sõjalisi kaitsesüsteeme ja täppismõõteseadmeid.