סוגי מסננים שונים ומפרטי מפתח

סוגי מסננים שונים ומפרטי מפתח

באופן עקרוני, ניתן לחלק מסננים אופטיים למספר סוגים, והסוגים השונים הללו של מסננים אופטיים מוצגים להלן.

1. מסנן ספיגה: מסנן הספיגה נעשה על ידי ערבוב צבעים מיוחדים לחומרי שרף או זכוכית.על פי היכולת לקלוט אור באורכי גל שונים, זה יכול לשחק את התפקיד של סינון.מסנני זכוכית צבעוניים הם הנפוצים ביותר בשוק.היתרונות שלו הם יציבים, אחידים, איכות אלומה טובה ועלות ייצור נמוכה, אך יש לו את החיסרון של פס מעבר גדול יחסית, שלעיתים רחוקות נמוך מ-30 ננומטר.

2. מסנן הפרעות: מסנן ההפרעות מאמץ את השיטה של ​​ציפוי ואקום, ועל פני הזכוכית מצופה שכבה של סרט אופטי בעובי מסוים.בדרך כלל חתיכת זכוכית עשויה סרטים רב-שכבתיים, ועקרון ההפרעות משמש כדי להשיג מאפשר לגלי אור בטווח ספקטרלי מסוים לעבור דרכם.ישנם סוגים רבים של מסנני הפרעה, וגם שדות היישום שלהם שונים.ביניהם, מסנני ההפרעות הנפוצים ביותר הם מסנני פס פס, מסנני חתך ומסננים דיכרואיים.

(1) מסנני פס-פס יכולים להעביר רק אור באורך גל מסוים או פס צר, ואור מחוץ לפס המעבר אינו יכול לעבור דרכו.האינדיקטורים האופטיים העיקריים של מסנני פס פס הם: אורך גל מרכזי (CWL), חצי רוחב פס (FWHM) ושידור (T%).לפי גודל רוחב הפס, ניתן לחלק אותו למסננים צר פס ברוחב פס של פחות מ-30 ננומטר;מסנני פס רחב עם רוחב פס של יותר מ-60 ננומטר.

(2) מסנן ניתוק (מסנן ניתוק) יכול לחלק את הספקטרום לשני אזורים.האור באזור אחד לא יכול לעבור דרך אזור זה, הנקרא אזור החתך, בעוד שהאור באזור השני יכול לעבור במלואו דרכו, מה שנקרא אזור הפס-פס.מסנני ניתוק טיפוסיים הם מסננים במעבר ארוך ומסנני מעבר קצר.מסנן מעבר גל ארוך: מתייחס לטווח אורכי גל מסוים, כיוון הגל הארוך משודר וכיוון הגל הקצר מנותק, מה שממלא את התפקיד של בידוד גל קצר.מסנן מעבר גל קצר: מסנן מעבר גל קצר מתייחס לטווח אורכי גל מסוים, כיוון הגלים הקצרים משודר וכיוון הגלים הארוכים מנותק, הממלא את התפקיד של בידוד גל ארוך.

(3) מסנן דיכרואי (מסנן דיכרואי) יכול לבחור מגוון קטן של צבעים שרוצים להעביר אור בהתאם לצרכים, ולשקף צבעים אחרים.ישנם כמה סוגים נוספים של מסננים: מסנני צפיפות ניטרליים (Neutral Density Filters), הידועים גם כסרטי הנחתה, משמשים כדי למנוע ממקורות אור חזקים לפגוע בחיישן המצלמה או ברכיבים האופטיים, ויכולים לספוג או להחזיר אור שלא נקלט .החלק של האור המשודר שמפחית באופן אחיד את השידור בחלק מסוים של הספקטרום.

תפקידם העיקרי של מסנני פלואורסצנטי הוא להפריד ולבחור את ספקטרום הרצועה האופיינית של אור העירור ושל הקרינה הנפלטת של חומרים במערכת הבדיקה והניתוח של הקרינה הביו-רפואית.זהו מרכיב מפתח בשימוש במכשירים ביו-רפואיים ומדעי החיים.

מסנני אסטרונומיה הם סוג של פילטר המשמש להפחתת השפעת זיהום האור על איכות הצילום במהלך תהליך צילום תמונות אסטרונומיות.

מסנני צפיפות ניטרליים מחולקים בדרך כלל לסופגים ומחזירי אור.מסנן הצפיפות הנייטרלית הרפלקטיבית מאמץ את העיקרון של הפרעות סרט דק כדי להעביר חלק מהאור ולהחזיר את החלק השני של האור (בדרך כלל כבר לא משתמשים באור המוחזר הזה), קל ליצירת אור תועה ולהפחית את הדיוק הניסיוני. , אז אנא השתמש בקולט האור מסדרת ABC כדי לאסוף את האור המוחזר.מסנני צפיפות נייטרלית ספיגה מתייחסים בדרך כלל לחומר עצמו או לאחר שאלמנטים מסוימים מעורבים בחומר, אשר סופגים כמה אורכי גל ספציפיים של אור, אך משפיעים ללא או מועטה על אורכי גל אחרים של אור.ככלל, סף הנזק של ספיגת מסנני צפיפות ניטרלית נמוך יותר, ולאחר שימוש ממושך, עלול להיווצר יצירת חום, ולכן יש להיזהר בעת השימוש בהם.

מפרטי מפתח עבור מסננים אופטיים

פס מעבר: טווח אורכי הגל שאור יכול לעבור דרכו נקרא פס מעבר.

רוחב פס (FWHM): רוחב פס הוא טווח אורכי גל המשמש לייצוג חלק מסוים מהספקטרום העובר דרך המסנן דרך אנרגיית תקרית, המתבטא ברוחב במחצית מהשידור הגדול יותר, הידוע גם כחצי רוחב, בננומטר.לדוגמה: שיא השידור של המסנן הוא 80%, ואז 1/2 הוא 40%, ואורכי הגל השמאלי והימני המקביל ל-40% הם 700nm ו-750nm, וחצי רוחב הפס הוא 50nm.אלה עם חצי רוחב של פחות מ-20 ננומטר נקראים מסנני פס צר, ואלה עם חצי רוחב גדול מ-20 ננומטר נקראים מסנני פס פס או מסנני פס רחב.

אורך גל מרכזי (CWL): מתייחס לאורך גל שיא השידור של מסנן פס פס או צר פס, או אורך גל השתקפות שיא של מסנן bandstop, נקודת האמצע בין 1/2 אורך הגל של שיא השידור, כלומר, רוחב הפס נקודת האמצע של נקרא אורך הגל המרכזי.

שידור (T): זה מתייחס ליכולת המעבר של רצועת המטרה, מבוטאת באחוזים, למשל: שיא העברה של המסנן (Tp) > 80%, מתייחס לאור שיכול לעבור דרך המסנן לאחר הנחתה.כאשר הערך המרבי הוא מעל 80%, ככל שהשידור גדול יותר, כך יכולת העברת האור טובה יותר.טווח חיתוך: הוא משמש לייצוג מרווח אורך הגל של אזור ספקטרלי האנרגיה שאבד על ידי המסנן, כלומר, טווח אורך הגל מחוץ לפס המעבר.קצב חיתוך (בלוק): השידור התואם לאורך הגל בטווח החתך, הידוע גם בשם עומק החתך משמש לתיאור דרגת הניתוק של המסנן.בלתי אפשרי שהעברת האור תגיע ל-0. רק על ידי הפיכת השידור של המסנן קרוב לאפס ניתן לנתק טוב יותר את הספקטרום הלא רצוי.ניתן למדוד את קצב הניתוק על ידי שידור, והוא יכול להתבטא גם על ידי צפיפות אופטית (OD).יחס ההמרה בינו לבין העברה (T) הוא כדלקמן: OD=log10(1/T) רוחב פס המעבר: לפי המסנן עומק החיתוך שונה, והרוחב הספקטרלי הגדול יותר המותר בין חתך המסנן שצוין- מחוץ לעומק ומיקום 1/2 של שיא השידור.תלילות קצה: כלומר [(λT80-λT10)/λT10] *

השתקפות גבוהה (HR): רוב האור העובר דרך המסנן מוחזר.

שידור גבוה (HT): השידור גבוה, ואובדן האנרגיה של האור העובר דרך המסנן קטן מאוד.זווית פגיעה: הזווית בין האור הנכנס לנורמלי של משטח המסנן נקראת זווית הפגיעה.כאשר האור חודר אנכית, זווית הפגיעה היא 0°.

צמצם אפקטיבי: השטח הפיזי שניתן להשתמש בו ביעילות במכשירים אופטיים נקרא צמצם אפקטיבי, שבדרך כלל דומה לגודל המראה של המסנן, קונצנטרי ומעט קטן יותר בגודלו.אורך גל התחלה: אורך הגל ההתחלתי מתייחס לאורך הגל המתאים למועד הגדלת השידור ל-1/2 מהשיא במסנן מעבר הגל הארוך, ולפעמים ניתן להגדיר אותו כ-5% או 10% מהשיא בפס- מסנן מעבר אורך הגל המתאים לשידור.

אורך גל חיתוך: אורך הגל החיתוך מתייחס לאורך הגל המתאים למועד שבו השידור במסנן מעבר הגל הקצר מצטמצם ל-1/2 מערך השיא.במסנן פס-פס, לפעמים ניתן להגדיר אותו כשדר שיא של 5% או 10%.אורך הגל המתאים לקצב המעבר.

מפרטי פני השטח ופרמטרים מידות של מסננים איכות פני השטח

באיכות פני השטח של הפילטר יש בעיקר פגמים כמו שריטות ובורות על פני השטח.המפרט הנפוץ ביותר עבור איכות פני השטח הם שריטות ובורות שצוינו על ידי MIL-PRF-13830B.שם הבורות מחושב על ידי חלוקת קוטר הבור במיקרונים ב-10, בדרך כלל מפרט בורות השריטות ייקרא איכות סטנדרטית בטווח שבין 80 ל-50;האיכות בטווח של 60 עד 40;והטווח של 20 עד 10 ייחשב לאיכות דיוק גבוהה.

איכות פני השטח: איכות פני השטח היא מדד לדיוק פני השטח.הוא משמש למדידת הסטייה של מישורים כגון מראות, חלונות, מנסרות או מראות שטוחות.סטיית החלקות נמדדת בדרך כלל על ידי ערך הגלי (λ), שהוא מורכב ממקורות בדיקה בעלי אורכי גל מרובים, פס אחד מתאים ל-1/2 אורך גל, והחלקות היא 1λ, המייצגת את רמת האיכות הכללית;החלקות היא λ/4, המייצגת את רמת האיכות;החלקות היא λ/20, מייצגת רמת איכות ברמת דיוק גבוהה.

סובלנות: הסובלנות של המסנן היא בעיקר על אורך הגל המרכזי וחצי רוחב הפס, כך שטווח הסובלנות של מוצר המסנן מצוין.

סובלנות קוטר: באופן כללי, השפעת הסובלנות של קוטר המסנן אינה גדולה במהלך השימוש, אך אם יש להרכיב את ההתקן האופטי על המחזיק, יש להתחשב בסובלנות הקוטר.בדרך כלל, סובלנות הקוטר ב-(±0.1 מ"מ) נקראת איכות כללית, (±0.05 מ"מ) נקראת איכות דיוק, ו-(±0.01 מ"מ) נקראת איכות גבוהה.

סובלנות עובי מרכז: עובי המרכז הוא עובי החלק המרכזי של המסנן.בדרך כלל, הסובלנות של עובי המרכז (±0.2 מ"מ) נקראת איכות כללית, (±0.05 מ"מ) נקראת איכות דיוק, ו-(±0.01 מ"מ) נקראת איכות גבוהה.