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如何最好地评估和确定滤光片规格

2022-6-7 13:46| 发布者: everydayness| 查看: 355| 评论: 0

摘要: 在给定应用中尝试获得所需的光学功能时,使用一些参数交流显得至关重要。 认识到过滤器的功能和使用条件,使设计过滤器的团队能够生产出产品规格,保证在客户的商业限制下(即成本,交货时间和体积)可以制造的过 ...
         在给定应用中尝试获得所需的光学功能时,使用一些参数交流显得至关重要。 
         认识到过滤器的功能和使用条件,使设计过滤器的团队能够生产出产品规格,保证在客户的商业限制下(即成本,交货时间和体积)可以制造的过滤器满足功能要求(请参阅技术说明“过滤器与功能规格”)。

光谱带形
         通常,光学滤光片需要在整个工作波长范围内具有所需的光谱性能。 
         各种类型的滤波器,它们的频谱信息也不同,例如二向色性滤波器(长通二向色和低通二向色性,DLP和DSP),带通滤波器(BPF),陷波滤波器,边缘滤波器(长通和低通,LPF和SPF)以及电信滤波器,其中包括增益平坦滤波器(GFF),BPF,LPF和固体或单腔(SCF或SEF)。
         除了下面详细列出的其他参数外,还必须建立列出的光谱参数,如AOI、CHA、基片厚度、基片类型和公差、滤光片尺寸(未安装或安装和安装尺寸)和公差、极化要求、表面质量、表面图形、滤光片净孔径、以及适当的环境操作条件。

带通滤波器
         通带透射率波长范围和电平
             带通范围的纹波规格(允许透射率变化)
         反射或阻挡带波长范围和电平

边通滤波器(长通和短通)
         截止值和/或边缘陡度。
             有关截止和边缘陡度的定义,请参阅 益瑞电的 “用于拉曼光谱的边缘滤光片”应用说明。
         通带透射率波长范围和电平
         通带范围的纹波规格(允许透射率变化),如果适用)
         反射或阻挡范围和电平

陷波滤波器
         通带透射率波长范围和电平
         通带范围的纹波规格(允许透射率变化)
         反射或阻挡带范围和电平

二向色性滤光片(长通二向色和短通二向色)
         通带透射率波长范围和电平
             通带范围的纹波规格(允许透射率变化)
        反射或阻挡带范围和电平

增益扁平化滤波器 (GFF)
         目标透射率曲线数据以及所需的峰峰值误差函数 (PPEF)

固体埃塔隆和单腔埃塔隆
         自由光谱范围 (FSR)、精细度和 FSR 温度变化
         对于单腔基准,需要确定 -3dB 带宽 (FWHM)。

入射角:
         入射角或AOI是指由标称光束和入射到其入射表面的法线所覆盖的角度。
         锥体半角或CHA是指由标称光束俯冲的角度和与该光束的最大(或最小;光束应标称对称)角度。
         圆锥全角或圆锥角是指由光束中的最大角度和光束中的最小角度所取代的角度。
         视场或FOV是指准直或不准直光束入射到滤波器的第一个表面上的角度范围,相对于光束入射到的表面法线测量。
         虽然与CHA类似,但由于光束收敛或发散,或者随着时间的推移,准直光的入射角可能会发生变化的使用条件,因此可能会出现非零FOV。
         更改入射光的 AOI、CHA 或 FOV 将影响滤光片的光谱响应。
         有关边通滤波器相对于AOI变化的响应的更多信息,请查看 “用于拉曼光谱的边缘滤光片”。
         对于定制滤波器,确保提供AOI和CHA/FOV范围至关重要,以便滤波器设计工程师能够确保滤波器经过优化,以便在这些范围内工作。
         在说明功能使用规范时,光束尺寸信息,以及在带有CHA的滤波器的情况下,光在角度范围内的分布方式(例如,高斯与平顶)是可行的。

偏振
         当光以非法向入射角入射到光学滤光片上时,光的偏振可以用两个与光波电场方向密切相关的正交矢量分量来表示。 
         偏振由入射平面(以光束方向和垂直于表面的矢量为特征的平面)表示,由入射和反射的光线组成。
         相对于入射平面的垂直偏振分量称为“s”分量,平行于入射平面的分量称为“p”分量。

         在许多情况下,入射光是非偏振的,因此必须开发滤波器以用于随机偏振(即,s或p偏振状态必须满足所有规格),但在入射光偏振或滤光片用作偏振分束器的情况下,确定哪种偏振是相关的至关重要的。
         表面光洁度/质量成品表面质量要求必须作为非光学质量规范的一部分建立。 益瑞电 致力于根据符合美国军用标准MIL-PRF-13830和/或ISO10110-7标准制定划痕挖掘标准。
         确定满足特定功能要求而不是外观要求的表面质量是关键,因为该规范会对产量和成本产生很大影响。使用光学目录中的“传统”标准是不够的,因为这种情况可能过于严格,并且可能导致滤光片不可行。 
         如果有任何疑问,请与滤波器设计团队讨论功能用途,以确定以可实现和可接受的技术和商业成本提供功能成功的规格。

表面图/波前误差
         在许多应用中(例如,成像),在光被滤光片透射和/或反射时,保持光的波前至关重要。 
         仅仅依靠指定滤波器表面的平坦度并希望实现所需的透射或反射波前误差/失真(TWE/RWE)性能是不合适的 - 这可能会对滤波器的设计和制造产生不必要的限制。 
         有关指定这些参数的全面概述,请参阅“如何指定曲面图”指南。

基板和滤光片尺寸
         益瑞电能够在 Borofloat、熔融石英、锗、肖特 BK7、硅、蓝宝石和 WMS-15 玻璃陶瓷等基板上提供滤光片,以及其他玻璃或玻璃类基板。  
         最好将基板的选择留给滤波器设计人员,因为这会由于热漂移、刚度等的差异而影响功能性能,同时对成本和可用性产生影响。 
         如果需要特定的基板,则指定驱动确定特定基板所需的功能要求至关重要(例如,将CTE与滤波器匹配的表面相匹配的必要性)。
         可以说明基板厚度,并随后提出要求。根据基材类型,可提供一系列标准厚度。请与 益瑞电的销售团队联系,了解可用的厚度。
益瑞电有能力将矩形、圆形或方形尺寸的定制过滤器尺寸处理到所需的尺寸。应始终提供尺寸公差。
         典型直径为 12.5 mm 和 25 mm 的过滤器安装座是标准配置,也可根据要求提供定制直径。

透明光圈
         虽然光学镀膜通常延伸到每个滤光片的边缘,但透明光圈(又名功能性或有效孔径),即满足每个光谱规格的光圈,将低于每个滤光片的物理尺寸 - 边缘效应甚至会出现在已涂覆在较大基板上并切割成最终尺寸的滤光片上。
         对于无壳的圆形滤光片,通常保证通光孔径超过外径的90%。对于方形和矩形零件,固定的透明孔径通常大于滤光片横向尺寸的80%,并以椭圆形方式成形。
         外壳过滤器的通孔径取决于外壳环的尺寸和厚度。所有滤光片规格仅在通光孔径区域内得到保证。

过滤器的方向
         为了优化预期的透射和阻断,并减少生物分析应用中的自发荧光,建议滤光片的方向使光入射到滤光片的特定表面上。 
         通常,最佳方向与光线入射到的第一个表面有关,该表面通常是主要涂层 - 即提供主带通,边缘通过,陷波或二向色性反射器功能的涂层 - 而不是背面涂层(通常是减反射涂层(AR)或扩展阻挡涂层)。
         如有必要,未安装的过滤器在过滤器的边缘或其中一个表面上用划线或切块标记表示,而环形安装的过滤器可能在安装环上标有箭头。
         通常,滤光片箭头是指光线应入射到的第一个表面,但可以根据非常规滤光片组件的要求进行调整。
温度范围

规范模板(示例):

来源;Iridian光谱技术公司

使用条件:

入射角

公差

锥半角

光谱要求

透射范围

最小/最大(nm  对于多波段滤波器,Max (nm)可以是多个量程

透射等级

dB%                   光密度(OD)指定平均值或绝对值

反射范围

最小/最大(nm  带通滤波器

反射等级

dB%                   光密度(OD)指定均方根值或波前

波前误差

功率/倾斜/位置可以从计算中去掉吗?

偏振

随机或sp偏振

偏振相关损失

dB

PDL

 

物理需求

横向尺寸                       长宽(mm                             公差

厚度                             mm                                    公差

净口径                         最小(mm                             公差

表面质量                       缺陷或划痕             ISO10110-7 format or S/D

衬底       熔融二氧化硅、BK7等。只有在有特殊需要时才指定,并说明指定的原因



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