光学滤波片 | RP 系列

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光学滤波片通常是指与波长相关(实际上与频率相关)的透射或反射元件，尽管也有光学滤波片与偏振或空间分布相关，或者提供均匀的衰减。而波长相关性特别弱的滤光片被称为中性密度滤光片。


滤光片的类型

基于不同的物理原理，有许多不同类型的滤光片。

吸收滤光片

吸光型玻璃滤光片、染料滤光片和彩色滤光片是基于某些材料(例如玻璃、聚合物材料或半导体)的固有或非固有波长相关吸收。例如，可以利用半导体固有短波长吸收特性，或者由某些离子杂质或玻璃中的半导体纳米颗粒引起的非固有吸收。由于吸收的光能会被转化为热量，因此这类滤光片通常不适用于高功率光辐射。

干涉滤光片

很多滤光片都是基于干涉效应，并结合在传播过程中与波长相关的相移。这种滤光片被称为干涉滤光片，它们的反射率和透射率随波长变化而变化，被滤除的光可以被导向某个光束吸收器，而这种光束吸收器能够承受高功率的光学辐射。

介质膜滤光片是干涉滤光片的一种重要类型，这种涂层不仅用于介质镜(包括二向色镜)，也用于薄膜偏振器，以及偏振和非偏振分光镜。通过薄膜设计，可以实现边缘滤波器、低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器、陷波滤波器等。

光纤布拉格光栅和其他光学布拉格光栅（如体布拉格光栅）也采用了相同的物理原理。除了阶跃折射率结构，还有梯度折射率滤波器，称为梳状滤波器。这种方法可以制造高质量的陷波滤波器。例如法布里-珀罗干涉仪、校准仪和阵列波导光栅也是基于干涉效应，但有时利用的光程差比单片设备大得多。因此，它们可以具有更清晰的光谱特征。

Lyot 滤波器

Lyot滤波器基于波长相关的偏振变化。类似装置在可调谐激光器中用作双折射调谐器。

折射和衍射滤光器

其他滤光器基于棱镜(或棱镜对)中随波长变化的折射，或者基于光栅上的波长依赖性衍射，并结合一个光阑。

声光滤波器

这种声光可调谐滤波器，它利用了声波的布拉格反射，只在狭窄频率范围内起作用。

可调谐滤光片

尽管大多数类型的滤光片都具有固定的光学特性，但是有一些类型的滤光片是可调谐的，即它们的光学特性可以主动修改。例如:

· 光学谐振器的谐振通过使用压电控制镜修改谐振器的长度，从而调谐谐振腔的共振频率。这样，就可以调整光学透射峰的位置。
· 校准仪可以通过简单的倾斜来改变它们的传输峰值。
· 声光滤波器可以通过改变其电输入信号，进而影响产生的声波的振幅或频率，从而实现声光滤波片的调谐。

关于声光可调谐滤波片的详细信息，可以参考相关文章。· 利用液晶调制器的原理，也可以实现光学滤波片的调谐功能。

不同的滤波器形状

关于传输曲线的形状，有以下几种类型：

· 带通滤波片，仅透射特定波长范围内的光。
· 陷波滤波器，滤除某一波长范围的光，例如通过反射的方式。
· 边缘滤波器，仅传输高于或低于某一特定值的波长(高通和低通滤波器)。

当然，也可以实现多种形状的滤波器，尤其是干涉滤波器。

图1:一种介质边缘滤波片的波长依赖性反射率，其在980纳米以下具有高透射率，在1030纳米以上具有高反射率。从分析公式设计开始，性能已经在数值上进一步优化(使用软件RP Coating)。

这种滤波器可以用于将泵浦光注入激光器的掺镱晶体。