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是偏振或空间分布相关,或者提供均匀的衰减。波长相关性特别弱的滤光片被称为中性密度滤光片。
kD2MqR> m"u 9AOH k 滤光片的类型 N#|c2n+ IN_GL18^MV 基于不同的物理原理,有许多不同类型的滤光片:
1`b?nX }P^{\SDX 吸收滤光片 IWTD>c). F/mD05{ 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,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。
WMrK8e' nQ8EV>j2 干涉滤光片 IDv@r\Xw F*}b), 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,表现出随波长变化的反射率和透射率,被过滤掉的光可以传输到能承受较高的光功率的束流收集器。
s9@IOE GAt 介质膜滤光片是干涉滤光片的一种重要类型,这种涂层用于介质镜(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、高通和带通滤波器、陷波滤波器等。
x%LWcT/ 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。
p_tMl%K 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。
@Yy=HV 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。
NH4EsV] b@nbXm]Z Lyot 滤波器 ?jy^WF` A9F Z` 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。
BC&Et62* )\p@E3Uxf 折射和衍射滤光器 Bojm lVg D4_D{\xhO 其他滤光器基于棱镜(或棱镜对)中随波长变化的折射或在光栅上随波长变化的衍射,并与孔径相结合。
GMd81@7 tBdvk>d 声光滤波器 (n# =yk#z84< 有一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。
MwXgaSV )p( XY34] 可调谐滤光片 k?1cxY s OpYq qBf_ 大多数类型的滤光片都具有固定的光学特性,但是有一些类型是可调谐的,即它们的光学特性可以被主动修改。例如:
dDAdZxd l 光学谐振器的谐振可以通过压电控制镜修改谐振器的长度来调谐。这样,可以调整光传输峰值。
61CNEzQ l 校准仪可以简单的倾斜来改变它们的传输峰值。
!i{@B l 声光滤波器可以通过电输入来调谐,这可以影响所产生声波的振幅或频率。参见声光可调滤波器一文。
wMei`svY l 可以使用液晶调制器的原理。
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Kcr #kk_iS>8 不同的滤波器形状 BYP,}yzA *9*6n\~aI 关于传输曲线的形状,有
@zSoPDYv, l 仅传输特定波长范围的带通滤波器
LKztGfy l 陷波滤波器,滤除某一波长范围的光,例如通过反射
l0Y(9(M@ l 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)
7-bU9{5 >L)Xyq 当然,也可以实现多种形状的滤波器,尤其是干涉滤波器。
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mii9eZ 图1:在980纳米以下具有高透射率,在1030纳米以上具有高反射率的介质边缘滤波器的波长相关反射率。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)。
#2|sS|0 < si0jXue~j\ 这种滤波器可以用于将泵浦光注入
激光器的掺镱晶体。