Bandpass filter

Übersicht über den Band-Pass-Filter

Ein Filter, dessen spektrale Kennlinie Sperr bereiche auf beiden Seiten des Übertragungs bandes aufweist, wird als Bandpass filter bezeichnet. Bandpass filter sind eine kritische Kategorie von optischen Dünnschicht komponenten, die in Bereichen wie Chemie, Spektroskopie, Laser, Astrophysik, Glasfaser kommunikation und Biologie weit verbreitet sind

Bandpass filter, die unter Verwendung optischer Interferenz prinzipien hergestellt wurden, weisen eine Übertragungs zone nahe einer bestimmten Wellenlänge in ihrer Spektral kurve auf, die als Pass band bekannt ist und von blockierenden Bereichen flankiert wird. Zusätzlich können um die Sperr bereiche herum seitliche Übertragungs bänder (parasitäre Übertragungs bänder) vorhanden sein, die typischer weise unter Verwendung von farbigem Glas, absorbieren den Filmen oder Blockierung filtern beseitigt werden

Spezifikationen des Bandpass filters

Zentrale Wellenlänge (CWL): Die Spitzen übertragungs wellenlänge eines Bandpass filters, gemessen in Nanometern (nm), definiert den Mittelpunkt des Durchlass bandes. Es ist entscheidend für Anwendungen, die eine genaue Wellenlängen auswahl erfordern.

Bandbreite (FWHM): Der Wellenlängen bereich, über den der Filter Licht effektiv überträgt, gemessen als Volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) der Übertragungs kurve. Schmal band filter (

Durchlässigkeit: Der Prozentsatz des einfallenden Lichts, das durch den Filter innerhalb seines Durchlass bandes übertragen wird. Eine hohe Durchlässigkeit (z. B. 90%) ist entscheidend für die Minimierung des Energie verlusts in Anwendungen wie optischer Kommunikation oder Bildgebung.

Kanten abhang (Übergangs hang): Die Steilheit des Übergangs zwischen dem Durchlass band und den Sperr bereichen. Eine steilere Steigung (z. B. von 10% bis 80% Durchlässigkeit) erhöht die Abstoßung außerhalb des Bandes, was für die Unterdrückung unerwünschter Wellenlängen entscheidend ist.

Wellenfront verzerrung: Vom Filter eingebrachte Phasen aberrationen, die Abweichungen in der Wellenfront des durch gelassenen Lichts verursachen. Übermäßige Verzerrung verschl echtert die Abbildung auflösung und die Strahl qualität, insbesondere in hochpräzisen Systemen wie Inter fero metern.

Chromatische Dispersion: Wellenlängen abhängige Brechung index schwankungen im Filter material, die zu einer spektralen Trennung führen (z. B. Farb säulchen). Dies kann die optische Leistung in Systemen beeinträchtigen, die für wellenlängen abhängige Fokussierung empfindlich sind, wie z. B. Mikroskopie oder Lasers ysteme.

Anwendungen des Band-Pass-Filters

Hochleistungs-Bandpass filter werden in der Fluoreszenz bildgebung eingesetzt.

Ein Fluoreszenz mikroskop besteht aus Haupt komponenten wie der Lichtquelle, dem Filtersystem und dem optischen System. Die folgende Abbildung ist ein schematisches Diagramm der optischen Elemente im Filtersystem. Die Lichtquelle emittiert energie hohes Licht, das nach dem Durchlaufen des Anregung filters Licht einer bestimmten Wellenlänge ausgibt. Dieses Licht wird dann vom dichroi tischen Spiegel auf die Probe reflektiert. Bei Exposition gegenüber energie reichen Licht einer bestimmten Wellenlänge emittiert die Probe Fluoreszenz, der zuerst durch den dichroi tischen Spiegel und dann durch den Emissions filter geht, bevor er vom menschlichen Auge beobachtet oder von einer Kamera erfasst wird.

Ein Tiefen emissions filter mit hoher Abschaltung isoliert die Anregung lichtquelle vom Fluoreszenz signal und verhindert so Interferenzen und Überschatten des Fluoreszenz signals durch das Anregung licht. Auch wenn das Fluoreszenz signal deutlich schwächer ist als die Anregung lichtstärke, kann es noch deutlich beobachtet werden. Die Auswahl des Anregung filters und des Emissions filters hängt von der Anregung wellenlänge und der Fluoreszenz signal wellenlänge der Probe ab. Für Proben, die nicht angeregt werden können, um Fluoreszenz zu emittieren, müssen fluor zierende Sonden zur Markierung vor der anschließenden experimentellen Beobachtung verwendet werden.

Hochleistungs-Bandpass filter werden bei der Kombination von Strahlen mit mehreren Wellenlängen angewendet.

In Verbindung mit dichroi tischen Spiegeln und Reflektoren ermöglichen sie die Kombination von Laserstrahlen. Die Filter und dichroi tischen Spiegel müssen vorsichtig seinY basierend auf spezifischen Anforderungen ausgewählt, um das Übersprechen zwischen benachbarten Kanälen zu minimieren.

Der Unterschied zwischen Bandpass filtern und Schmal band filtern

Sowohl Bandpass filter als auch Schmal band filter ermöglichen den Durchgang von Lichtsignalen innerhalb eines bestimmten Wellenlängen bereichs, während Signale außerhalb dieses Bereichs blockiert werden. Bandpass filter haben im Allgemeinen ein relativ breites Durchlass band mit typischen Halb bandbreiten von mehr als 40nm. Schmalband filter hingegen sind eine Teilmenge von Bandpass filtern und haben dieselbe Definition: Sie ermöglichen den Durchgang von Lichtsignalen innerhalb eines bestimmten Wellenlängen bereichs und blockieren Signale außerhalb dieses Bereichs. Schmal band filter zeichnen sich jedoch durch eine viel engere Bandbreite aus.

Schmal band filter zeichnen sich haupt sächlich durch die Verwendung der rein diele kt rischen Hartfilm beschichtung stech no logie und das Prinzip der diele kt rischen Interferenz aus. Sie verbessern die Eigenschaften von Schmal band filtern und stellen gleichzeitig sicher, dass ihre optische Leistung unabhängig von der Substrat dicke ist. Dies macht Schmal band filter besser für die Integration in Bildgebung systeme von Instrumenten geeignet, wodurch ihre optische Leistung verbessert und ihre effektive Anwendung ermöglicht wird. Darüber hinaus verwenden Schmal band filter spezielle optische Substrat materialien, um Probleme wie Form anfälligkeit und Instabilität der optischen Leistung im Zusammenhang mit herkömmlichem Verbund glas vom Absorptions typ zu lösen. Produkte werden nach spezifischen Kunden anforderungen hergestellt.