干涉滤光片 Interference filters

2022-11-15 14:24:42 浏览:297

定义

基于干涉效应的滤光片。

干涉滤光片是基于利用光学干涉效应的光学滤光片,与利用波长依赖性吸收的吸收滤光片相反。

大多数干涉滤光片是介电多层反射镜,其中总反射光来自不同薄层之间几个甚至许多光学表面的反射干涉;透射光也是如此。 有关制造和工作原理的更多详细信息,请参阅有关介电镜的文章。

还有包含介电膜和金属膜的多层滤光片。 使用该技术,可以使用更少的层(例如,只有两层金属膜,中间有一层介电膜),仍然可以获得实质性的反射,但吸收损耗明显高于纯介电镜。

一些干涉滤光片利用了法布里-佩罗干涉仪的原理。 这适用于单片电介质或金属/介电镜结构,也适用于复合结构,涉及两个独立的镜面装置,在大多数情况下,它们彼此刚性固定,以便精确保持对干涉效应至关重要的间距。

例如,干涉滤波器的功能可以是带通滤波器、陷波滤波器、高通或低通滤波器,具体取决于所使用的设计类型。 例如,法布里-佩罗设计自然会导致透射中的带通特性和反射中的陷波滤波片特性。 高通和低通滤波器可以设计为经过一定修改的布拉格反射镜。 干涉滤光片设计的优化通常涉及数值多层薄膜软件。

有关更多详细信息,请参阅有关光学滤光片的文章。

常规属性

干涉滤光片的一些一般特性简要总结如下:

  • 通过他们的设计,人们可以实现广泛的特性。 由于通常使用大量层对,因此存在许多自由度。
  • 与吸收滤光片相比,干涉滤光片通常可以在相对较高的光学强度下运行而不会损坏。
  • 由于温度会影响折射率,因此对详细的光学特性可能存在显着的温度依赖性。
  • 由于较长的传播长度即使对于光波长的微小差异也能提供较大的相位差,因此需要暂时更厚的器件来提高波长分辨率。 然而,共振效应可以在不使用大厚度的情况下显着提高分辨率。
  • 滤光片特性在很大程度上取决于输入光的入射角,因为这会影响来自不同界面的反射之间的光学相位差。 一般来说,入射角越大,相位差越小,但预期情况可能正好相反[1]。 因此,随着入射角的增加,光谱特征倾向于向较短的波长移动(见图1)。

图1:布拉格反射镜在不同入射角下的反射率光谱,从正常入射角(红色)到 60°(蓝色),步长为 10°。对于较大的入射角,光谱特征向较短的波长移动。该图表是用RP涂层软件制作的。

参考文献

[1] R. Paschotta, “Reflection spectrum of tilted dielectric mirror”, The Photonics Spotlight 2006-11-02

基础光学

作          者: 泮桥成像光电商城

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