Aplikácia filtrov v rôznych spektrálnych pásmach v optickom priemysle

Aplikácia filtrov
Aplikácia filtrov v rôznych spektrálnych pásmach v optickom priemysle primárne využíva ich schopnosti výberu vlnovej dĺžky, čo umožňuje špecifické funkcie moduláciou vlnovej dĺžky, intenzity a ďalších optických vlastností. Nasleduje primárna klasifikácia a zodpovedajúce scenáre použitia:

Klasifikácia založená na spektrálnych charakteristikách:
1. Dlhopriepustný filter (λ > medzná vlnová dĺžka)
Tento typ filtra umožňuje prechod vlnových dĺžok dlhších ako je medzná vlnová dĺžka, pričom blokuje kratšie vlnové dĺžky. Bežne sa používa v biomedicínskom zobrazovaní a lekárskej estetike. Napríklad fluorescenčné mikroskopy využívajú dlhopriepustné filtre na elimináciu interferujúceho svetla s krátkymi vlnami.

2. Krátkopriepustný filter (λ < medzná vlnová dĺžka)
Tento filter prepúšťa vlnové dĺžky kratšie ako je medzná vlnová dĺžka a tlmí dlhšie vlnové dĺžky. Nachádza uplatnenie v Ramanovej spektroskopii a astronomickom pozorovaní. Praktickým príkladom je krátkopriepustný filter IR650, ktorý sa používa v bezpečnostných monitorovacích systémoch na potlačenie infračerveného rušenia počas denného svetla.

3. Úzkopásmový filter (šírka pásma < 10 nm)
Úzkopásmové filtre sa používajú na presnú detekciu v oblastiach, ako je LiDAR a Ramanova spektroskopia. Napríklad úzkopásmový filter BP525 má centrálnu vlnovú dĺžku 525 nm, plnú šírku v polovici maxima (FWHM) iba 30 nm a maximálnu priepustnosť presahujúcu 90 %.

4. Zárezový filter (šírka pásma zadržiavacieho pásma < 20 nm)
Zárezové filtre sú špeciálne navrhnuté na potlačenie rušenia v úzkom spektrálnom rozsahu. Široko sa používajú v oblasti laserovej ochrany a bioluminiscenčného zobrazovania. Príkladom je použitie zárezových filtrov na blokovanie laserových emisií s vlnovou dĺžkou 532 nm, ktoré môžu predstavovať nebezpečenstvo.

Klasifikácia na základe funkčných charakteristík:
- Polarizačné filmy
Tieto komponenty sa používajú na rozlíšenie kryštálovej anizotropie alebo na zmiernenie interferencie okolitého svetla. Napríklad polarizátory s kovovou drôtenou mriežkou odolávajú vysokovýkonnému laserovému žiareniu a sú vhodné na použitie v autonómne riadených systémoch LiDAR.

- Dichroické zrkadlá a farebné separátory
Dichroické zrkadlá oddeľujú špecifické spektrálne pásma so strmými prechodovými hranami – napríklad odrážajú vlnové dĺžky pod 450 nm. Spektrofotometre proporcionálne rozdeľujú prepustené a odrazené svetlo, čo je funkcia často pozorovaná v multispektrálnych zobrazovacích systémoch.

Základné aplikačné scenáre:
- Zdravotnícke vybavenie: Očná laserová liečba a dermatologické zariadenia vyžadujú elimináciu škodlivých spektrálnych pásiem.
- Optické snímanie: Fluorescenčné mikroskopy používajú optické filtre na detekciu špecifických fluorescenčných proteínov, ako je GFP, čím sa zlepšuje pomer signálu k šumu.
- Bezpečnostný monitoring: Filtre IR-CUT blokujú infračervené žiarenie počas dennej prevádzky, aby sa zabezpečila presná reprodukcia farieb v zachytených obrázkoch.
- Laserová technológia: Zárezové filtre sa používajú na potlačenie laserového rušenia s aplikáciami od vojenských obranných systémov až po presné meracie prístroje.