Η εφαρμογή φίλτρων σε διαφορετικές φασματικές ζώνες στην οπτική βιομηχανία

Εφαρμογή φίλτρων
Η εφαρμογή φίλτρων σε διαφορετικές φασματικές ζώνες στον κλάδο των οπτικών ινών αξιοποιεί κυρίως τις δυνατότητες επιλογής μήκους κύματος, επιτρέποντας συγκεκριμένες λειτουργίες μέσω της διαμόρφωσης του μήκους κύματος, της έντασης και άλλων οπτικών ιδιοτήτων. Τα παρακάτω περιγράφουν τις κύριες ταξινομήσεις και τα αντίστοιχα σενάρια εφαρμογής:

Ταξινόμηση με βάση τα φασματικά χαρακτηριστικά:
1. Φίλτρο μακράς διέλευσης (λ > μήκος κύματος αποκοπής)
Αυτός ο τύπος φίλτρου επιτρέπει τη διέλευση μηκών κύματος μεγαλύτερα από το μήκος κύματος αποκοπής, ενώ παράλληλα μπλοκάρει τα μικρότερα μήκη κύματος. Χρησιμοποιείται συνήθως στη βιοϊατρική απεικόνιση και την ιατρική αισθητική. Για παράδειγμα, τα μικροσκόπια φθορισμού χρησιμοποιούν φίλτρα μακράς διέλευσης για την εξάλειψη του φωτός που παρεμβάλλεται σε βραχέα κύματα.

2. Φίλτρο βραχείας διέλευσης (λ < μήκος κύματος αποκοπής)
Αυτό το φίλτρο μεταδίδει μήκη κύματος μικρότερα από το μήκος κύματος αποκοπής και εξασθενεί μεγαλύτερα μήκη κύματος. Βρίσκει εφαρμογές στη φασματοσκοπία Raman και στην αστρονομική παρατήρηση. Ένα πρακτικό παράδειγμα είναι το φίλτρο βραχείας διέλευσης IR650, το οποίο χρησιμοποιείται σε συστήματα παρακολούθησης ασφαλείας για την καταστολή των παρεμβολών υπέρυθρης ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια της ημέρας.

3. Φίλτρο στενής ζώνης (εύρος ζώνης < 10 nm)
Τα στενοζωνικά φίλτρα χρησιμοποιούνται για ακριβή ανίχνευση σε πεδία όπως η φασματοσκοπία LiDAR και Raman. Για παράδειγμα, το στενοζωνικό φίλτρο BP525 διαθέτει κεντρικό μήκος κύματος 525 nm, πλήρες πλάτος στο μισό μέγιστο (FWHM) μόνο 30 nm και μέγιστη διαπερατότητα που υπερβαίνει το 90%.

4. Φίλτρο εγκοπής (εύρος ζώνης διακοπής < 20 nm)
Τα φίλτρα εγκοπής έχουν σχεδιαστεί ειδικά για την καταστολή των παρεμβολών εντός ενός στενού φασματικού εύρους. Εφαρμόζονται ευρέως στην προστασία από λέιζερ και στην απεικόνιση βιοφωταύγειας. Ένα παράδειγμα περιλαμβάνει τη χρήση φίλτρων εγκοπής για τον αποκλεισμό εκπομπών λέιζερ 532 nm που ενδέχεται να δημιουργήσουν κινδύνους.

Ταξινόμηση με βάση λειτουργικά χαρακτηριστικά:
- Πολωτικές μεμβράνες
Αυτά τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται για τη διάκριση της κρυσταλλικής ανισοτροπίας ή τον μετριασμό των παρεμβολών από το φως του περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, οι πολωτές πλέγματος μεταλλικού σύρματος μπορούν να αντέξουν την ακτινοβολία λέιζερ υψηλής ισχύος και είναι κατάλληλοι για χρήση σε συστήματα LiDAR αυτόνομης οδήγησης.

- Διχρωϊκοί καθρέφτες και διαχωριστές χρωμάτων
Τα διχρωϊκά κάτοπτρα διαχωρίζουν συγκεκριμένες φασματικές ζώνες με απότομες ακμές μετάβασης — για παράδειγμα, ανακλαστικά μήκη κύματος κάτω των 450 nm. Τα φασματοφωτόμετρα κατανέμουν αναλογικά το διερχόμενο και το ανακλώμενο φως, μια λειτουργία που παρατηρείται συχνά σε συστήματα πολυφασματικής απεικόνισης.

Βασικά σενάρια εφαρμογής:
- Ιατρικός εξοπλισμός: Η οφθαλμολογική θεραπεία με λέιζερ και οι δερματολογικές συσκευές απαιτούν την εξάλειψη των επιβλαβών φασματικών ζωνών.
- Οπτική ανίχνευση: Τα μικροσκόπια φθορισμού χρησιμοποιούν οπτικά φίλτρα για την ανίχνευση συγκεκριμένων φθοριζουσών πρωτεϊνών, όπως η GFP, ενισχύοντας έτσι την αναλογία σήματος προς θόρυβο.
- Παρακολούθηση ασφαλείας: Το φίλτρο IR-CUT μπλοκάρει την υπέρυθρη ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της ημερήσιας λειτουργίας για να εξασφαλίσει ακριβή αναπαραγωγή χρωμάτων στις εικόνες που καταγράφονται.
- Τεχνολογία λέιζερ: Χρησιμοποιούνται φίλτρα εγκοπής για την καταστολή των παρεμβολών λέιζερ, με εφαρμογές που εκτείνονται σε στρατιωτικά αμυντικά συστήματα και όργανα μέτρησης ακριβείας.