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什么是窄帶濾光片?瑞研光學(xué)

點(diǎn)擊次數(shù):601 更新時(shí)間:2024-12-20
  1. 定義

    • 窄帶濾光片是一種特殊的帶通濾光片,它允許通過的光的波長范圍(帶寬)很窄。與普通帶通濾光片相比,其對(duì)波長的選擇性更強(qiáng),能更精準(zhǔn)地篩選出特定波長的光,只讓極窄波段的光通過,其余波長的光則被截止。

  2. 工作原理

    • 窄帶濾光片也是基于光的干涉原理工作。和一般帶通濾光片一樣,它是由多層不同折射率的薄膜材料交替堆疊而成。

    • 由于薄膜的層數(shù)、厚度以及材料的折射率等參數(shù)經(jīng)過精確設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制,使得只有在非常窄的波長范圍內(nèi),光在各薄膜層界面反射和折射產(chǎn)生的干涉作用才能讓光相互加強(qiáng)并透過,而稍偏離這個(gè)波長范圍,干涉就會(huì)使光減弱或抵消,從而無法通過濾光片。

  3. 主要參數(shù)及特點(diǎn)

    • 帶寬極窄:這是窄帶濾光片顯著的特點(diǎn)。例如,在某些光學(xué)實(shí)驗(yàn)或光學(xué)儀器中使用的窄帶濾光片,其帶寬可能小于 10nm,甚至可以達(dá)到 1nm 以下。比如在激光選頻應(yīng)用中,需要帶寬小于 3nm 的窄帶濾光片來精確選取特定頻率的激光。

    • 高透過率:在其窄帶通范圍內(nèi),透過率較高。優(yōu)秀的窄帶濾光片在通帶內(nèi)透過率能夠達(dá)到 80% - 90% 以上。這是為了確保在篩選出特定波長光的同時(shí),讓這些光盡可能多地通過,減少光能量的損失。

    • 中心波長精度高:中心波長(CWL)的準(zhǔn)確性要求很高。因?yàn)槠鋷捄苷灾行牟ㄩL的微小偏差都可能導(dǎo)致所需波長的光不能有效通過。例如在熒光檢測(cè)中,中心波長的精度可能需要控制在 ±1nm 以內(nèi),以確保能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到特定熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光波長。

  4. 應(yīng)用領(lǐng)域

    • 熒光顯微鏡:在生物醫(yī)學(xué)研究中,用于觀察細(xì)胞和組織中的熒光標(biāo)記。不同的熒光染料會(huì)在特定波長發(fā)出熒光,窄帶濾光片可以精確地選取這些熒光波長,減少背景光干擾,提高成像的對(duì)比度和分辨率。例如,綠色熒光蛋白(GFP)在約 509nm 處發(fā)出熒光,使用中心波長為 509nm、帶寬很窄的濾光片,就能很好地觀察到 GFP 標(biāo)記的生物結(jié)構(gòu)。

    • 天文學(xué)觀測(cè):用于對(duì)天體發(fā)射的特定光譜線進(jìn)行觀測(cè)。比如,在觀測(cè)恒星的元素組成時(shí),某些元素會(huì)在特定的窄波長范圍內(nèi)發(fā)射譜線。通過窄帶濾光片可以分離并觀察這些譜線,從而分析恒星的化學(xué)成分。像氫原子的巴耳末系 α 線(H - α 線,波長約為 656.3nm),使用窄帶濾光片可以更清晰地觀測(cè)這條譜線,幫助天文學(xué)家研究恒星的形成和演化等。

    • 激光系統(tǒng):在激光產(chǎn)生和應(yīng)用過程中,用于選擇和穩(wěn)定激光的波長。例如,在可調(diào)諧激光系統(tǒng)中,窄帶濾光片可以精確地限制激光輸出的波長范圍,提高激光的單色性和穩(wěn)定性。對(duì)于一些高精度的激光加工、激光通信等應(yīng)用場(chǎng)景,窄帶濾光片是常用的光學(xué)元件。


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