Ứng dụng của bộ lọc trên các dải quang phổ khác nhau trong ngành quang học

Ứng dụng của bộ lọc
Việc ứng dụng bộ lọc trên các dải quang phổ khác nhau trong ngành quang học chủ yếu tận dụng khả năng lựa chọn bước sóng của chúng, cho phép thực hiện các chức năng cụ thể bằng cách điều chỉnh bước sóng, cường độ và các đặc tính quang học khác. Sau đây là tóm tắt các phân loại chính và các tình huống ứng dụng tương ứng:

Phân loại dựa trên đặc điểm quang phổ:
1. Bộ lọc thông dài (λ > bước sóng cắt)
Loại bộ lọc này cho phép các bước sóng dài hơn bước sóng cắt đi qua, đồng thời chặn các bước sóng ngắn hơn. Nó thường được sử dụng trong hình ảnh y sinh và thẩm mỹ y khoa. Ví dụ, kính hiển vi huỳnh quang sử dụng bộ lọc thông dài để loại bỏ ánh sáng nhiễu sóng ngắn.

2. Bộ lọc thông ngắn (λ < bước sóng cắt)
Bộ lọc này cho phép truyền các bước sóng ngắn hơn bước sóng cắt và làm suy yếu các bước sóng dài hơn. Nó được ứng dụng trong quang phổ Raman và quan sát thiên văn. Một ví dụ thực tế là bộ lọc thông ngắn IR650, được sử dụng trong các hệ thống giám sát an ninh để triệt nhiễu hồng ngoại vào ban ngày.

3. Bộ lọc băng hẹp (băng thông < 10 nm)
Bộ lọc băng hẹp được sử dụng để phát hiện chính xác trong các lĩnh vực như quang phổ LiDAR và Raman. Ví dụ, bộ lọc băng hẹp BP525 có bước sóng trung tâm là 525 nm, độ rộng toàn phần ở nửa cực đại (FWHM) chỉ 30 nm và độ truyền qua cực đại vượt quá 90%.

4. Bộ lọc Notch (băng thông dải chặn < 20 nm)
Bộ lọc Notch được thiết kế đặc biệt để triệt nhiễu trong một dải phổ hẹp. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong bảo vệ laser và chụp ảnh phát quang sinh học. Một ví dụ bao gồm việc sử dụng bộ lọc Notch để chặn bức xạ laser 532 nm có thể gây nguy hiểm.

Phân loại dựa trên đặc điểm chức năng:
- Phim phân cực
Các thành phần này được sử dụng để phân biệt tính dị hướng của tinh thể hoặc giảm thiểu nhiễu ánh sáng xung quanh. Ví dụ, các bộ phân cực lưới kim loại có thể chịu được bức xạ laser công suất cao và phù hợp để sử dụng trong các hệ thống LiDAR lái xe tự động.

- Gương hai màu và bộ tách màu
Gương lưỡng sắc phân tách các dải quang phổ cụ thể bằng các cạnh chuyển tiếp dốc—ví dụ, phản xạ các bước sóng dưới 450 nm. Máy quang phổ phân phối ánh sáng truyền qua và phản xạ theo tỷ lệ, một chức năng thường thấy trong các hệ thống hình ảnh đa quang phổ.

Các kịch bản ứng dụng cốt lõi:
- Thiết bị y tế: Điều trị bằng laser nhãn khoa và các thiết bị da liễu đòi hỏi phải loại bỏ các dải quang phổ có hại.
- Cảm biến quang học: Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng bộ lọc quang học để phát hiện các protein huỳnh quang cụ thể, chẳng hạn như GFP, do đó tăng cường tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.
- Giám sát an ninh: Bộ lọc IR-CUT chặn bức xạ hồng ngoại khi hoạt động vào ban ngày để đảm bảo tái tạo màu sắc chính xác trong hình ảnh chụp được.
- Công nghệ laser: Bộ lọc notch được sử dụng để ngăn chặn nhiễu laser, ứng dụng trong các hệ thống phòng thủ quân sự và các thiết bị đo lường chính xác.