濾光片的作用和原理

中性密度濾光片

中性密度濾光片是一種只衰減光強而不改變光譜能量分布的濾光片，也稱衰減片，其中，“中性”是指對不同的波長都有同等衰減效果，所以看上去是灰色的甚至是黑色的。中性密度濾光片根據(jù)工作原理的不同，分為吸收型和反射型。

吸收型一般借助于材料本身或在材料中參雜的某些元素對特定波段的光的吸收作用。

反射型采用薄膜干涉的原理，將一部分光透過，另一部分光反射。

同時，根據(jù)工作區(qū)的效果不同，分為不變型和可變型，可變型又分為連續(xù)型和階躍型。

不變型指整個通光孔徑內(nèi)對工作波長范圍內(nèi)的光的衰減程度相同。

連續(xù)型指通光孔徑內(nèi)OD值在某一范圍內(nèi)連續(xù)變化。

階躍型指通光孔徑內(nèi)OD值階躍變化，不連續(xù)。

激埃特光電生產(chǎn)的,中性密度濾光片廣泛應(yīng)用 于光通訊、攝影、天文、生物醫(yī)學(xué)、照明等領(lǐng)域。在實際使用過程中，可多片疊加使用以達到預(yù)期的衰減效果。

中性密度濾光片是一種光衰減器，它在很大的波長范圍內(nèi)（例如，整個可見光區(qū)域或者一些紅外區(qū)域）衰減程度近似相同。它與波長無關(guān)的性質(zhì)將它去其它顏色濾光片區(qū)別開來，顏色濾光片在某一波長區(qū)域的衰減比其它波長時要大。中性密度濾光片類似于灰色太陽鏡，但是它們具有更高的光學(xué)質(zhì)量以及更大的衰減程度。它們通常是矩形或者圓形，為了適應(yīng)用戶的需要。

當環(huán)境光很強時，中性密度濾光片通常用在照相術(shù)中。該濾光片可以減小孔徑大小，因此產(chǎn)生的像具有更深的焦點，或者濾光片可以延長快門開關(guān)時間這樣可以得到由于移動產(chǎn)生的模糊效應(yīng)。照相術(shù)中更常用的是純的吸收濾光片。還存在分度濾光片，其吸光率從頂部到底部是變化的。

在光學(xué)和激光器技術(shù)中，中性密度濾光片具有多種用途。例如，在很強的光進入光電探測器之前可以采用濾光片先進行衰減，或者還可以衰減一束激光光束。但是，中性密度濾光片并不是高功率衰減器：應(yīng)用到高功率中時會產(chǎn)生熱效應(yīng)使光束發(fā)生畸變，甚至?xí)p壞濾光片。將大的濾光片套件中的一些中性密度濾光片組成一條濾光片鏈，可以實現(xiàn)不同程度的衰減。將這些反射濾光器組合應(yīng)用到激光光束中時，需要注意不能使光束垂直于濾光片。原因在于很大的反射率可能會形成光學(xué)諧振腔。共振效應(yīng)會極大的改變整體的透射率（與波長和間隔寬度密切相關(guān)），產(chǎn)生的高諧振腔功率會損壞濾光片。

經(jīng)過矯正的具有很好的光學(xué)密度特性的中性密度濾光片，對于功率計非常重要，此時需要根據(jù)測量的透射功率計算入射的功率。

LBTEK目前提供吸收不變型、反射不變型，反射連續(xù)可變型，反射階躍可變型四種類型的中性密度濾光片，它們各有特點。

吸收不變型中性密度濾光片

基片材質(zhì)：NG11

鍍膜：無

直徑：?25.4 mm

厚度：小于2.0 mm

設(shè)計波長：400 nm-650 nm

OD：0.3-4.0，6種OD值可選

表面光潔度(劃痕/麻點)：40/20

平面平整度(@633 nm)：λ/4

表面平行度：<10 arcsec

\反射不變型中性密度濾光片

基片材質(zhì)：N-BK7

鍍膜：鉻鎳鐵合金(單面)

直徑：?25.4 mm

厚度：2.0 mm

設(shè)計波長：350 nm-1100 nm

OD：0.2-4.0，8種OD值可選

表面光潔度(劃痕/麻點)：40/20

平面平整度(@633 nm)：λ/2

表面平行度：<30 arcsec

\反射階躍可變型中性密度濾光片

基片材質(zhì)：UVFS

鍍膜：鉻鎳鐵合金(單面)，鍍膜徑向角297.5°±5°

直徑：?50 mm、?100 mm可選，中心孔直徑?9.5 mm

厚度：2.0 mm

設(shè)計波長：240 nm-1200 nm

OD：0.04-1.0/3.0/4.0三種范圍可選，8或10階

表面光潔度(劃痕/麻點)：60/40

平面平整度(@633 nm)：λ

表面平行度：<3 arcmin

\反射連續(xù)可變型中性密度濾光片

基片材質(zhì)：UVFS

鍍膜：鉻鎳鐵合金(單面)，鍍膜徑向角270°±5°

直徑：?25 mm、?50 mm、?100 mm可選，中心孔直徑?9.5 mm

厚度：2.0 mm

設(shè)計波長：240 nm-1200 nm

OD：0.04-2.0/4.0兩種范圍可選

表面光潔度(劃痕/麻點)：60/40

平面平整度(@633 nm)：λ

表面平行度：<3 arcmin

中性密度濾光片，又叫光學(xué)衰減片、中灰密度鏡、ND鏡、減光鏡、中性灰度鏡，其作用是對入射光束能量進行衰減。這種衰減作用是非選擇性的，即在有效作用范圍內(nèi)對各種不同波長的光線都同等衰減并且是均勻的，所以從表面看上去是黑色或者灰色的，它只降低光強度而對目標物體的顏色沒有影響。

中性密度衰減片通常分為吸收型和反射型。

吸收型中性密度濾光片是在光學(xué)玻璃中加入某些化學(xué)原料制成，即我們通常說的有色玻璃。

反射型中性密度片是采用薄膜干涉的原理，也就是在光學(xué)基片上鍍膜，從而將一部分光透過而另外一部分光反射。

這兩類中性密度片各有優(yōu)缺點。

反射型的反射光容易形成雜散光而降低實驗精度；吸收型的損傷閾值相對反射型的要低，長時間使用后會造成發(fā)熱現(xiàn)象。

采用高損閾值的基片鍍制吸收膜以達到衰減光強的效果，反射引起的雜散光很少！

審核編輯 ：李倩