光学科技随著研发技术日益进步,其中滤光片不论在光谱分析、成像技术,还是通讯、环境监测等领域都扮演著相当重要的角色。今天这篇文章除了会带你从头认识滤光片及其原理,还会介绍常见类型和应用范围,帮助你对滤光片有全新的认识!
滤光片是什么?原理为何?滤光片是一种光学元件,通常包含特定材料,并使其达到选择性吸收、透射或阻挡特定光波长和波段的特性,可增强光讯号强度、调整色光效果和光谱,常见应用范围有检测器、光学仪器,以及消费型电子产品如:摄影机、照相机、投影机等日常用品。
滤光片有哪些类型?
短波通滤光片短波通滤光片的作用是允许较短波长的光通过,同时选择性阻挡或反射不需要的波长,常见的短波通滤光片的类型,有可以降低红外线干扰的红外线截止片,能够变换明暗光线效果,且同时具备把非偏振光转变成偏振光功能的偏光膜,以及可实现高对比、精细度和广视角的偏光片,而短波通滤光片的应用领域大多包含视讯镜头、监视镜头、冷光灯、液晶面板等。
偏振光是什么?
偏振光形成是因为光波的某一振动方向,被选择性过滤或限制,因此振动方向通常会被限制在特定的方向上,常见的偏振光的类型又可以分成线偏振、椭圆偏振和圆偏振。
长波通滤光片主要功用是允许较长波长的光穿透,同时过滤或反射较短波长的光,通常能和短波通滤光片一同应用,以满足多样化光学需求。常见的长波通滤光片的类型有:透过红外穿透膜制作,允许红外光或热源穿透的冷光镜,还有能反射波长400~500nm蓝光的滤蓝光膜,以及可以隔绝紫外线的紫外线截止片等。长波通滤光片应用范围相当广泛,包含照明设备、医疗仪器、光学仪器、光通讯、光子量子电脑等,部分厂商可以依据客户需求进行客制化制作。
中性密度滤光片主要用来削弱较广光谱范围中的光线,类型又能分吸收和反射两种,具备在可见光区域拥有高穿透率、光谱平坦性、高准确性和中性特性等特质。其中吸收型中性密度滤光片在光线控制应用中很实用,常见应用有控制曝光能量仪器及量测设备等;而反射型的中密度滤光片,则会避免用在雷射和光度计等高功率设备,可能导致装置损坏或测量不准确。
带通滤光片允许特定波长或波段范围的光通过,其他范围波段、波长的光则会被过滤,光学特性主要由中心波长和半带宽来定义,根据其带宽大小可以区分为窄带滤光片(带宽<30nm)和宽带滤光片(带宽>60nm以上)通常会由一组高通和低通滤光片组合而成,较常会用在生医、光学及农业,或是需要使用到检测器的产业。
带阻滤光片
带阻滤光片可以称为陷波滤光片,原理是反射特定波长、波段区间的光,而允许其他波段、波长区间和在上下边界频率的光通过,因此可以有效过滤掉特定范围内的光,和带通滤光片的运作原理刚好完全相反,相当适合用在需要过滤特定波段的光源的产品上,例如雷射。
单色滤光片
单色滤光片的定义为只允许单一波长,或一个特定波长范围的光通过,并同时达到阻挡其他波长的光的效果,常见的单色滤光片包含紫外线滤光片、滤蓝光膜、红外线滤光片和特定颜色的可见光滤光片等,且能够根据不同的应用和需求,制作可以调整画面的色彩效果、选择单一光波长与进行光谱分析的滤光片。
彩色滤光片
彩色滤光片是用于产生图像或彩色影像的光学元件,通常由光阻、ITO导电膜和红绿蓝三色的玻璃基板组成,滤光原理是让光通过滤光片后即携带色彩资讯,主要应用在电子纸、有机显示器、平板显示器与液晶显示器等设备中。
摄影镜头
摄影镜头用的滤光片可以帮助摄影师控制光的性质和色彩效果。不同类型的滤光片,如偏光滤镜、和减光镜,能用于消除反射光,或是减少进光量以能够长时间曝光,拍出特殊效果;而彩色滤光片则能增强特定色彩的饱和度,另外常见的滤光片还有可以阻挡紫外线、防指纹又耐磨耗的UV保护镜,种类可以说相当多元。
光学仪器
光学仪器的种类和应用范围很广泛,如显微镜、光谱仪、望远镜、光学玻璃和分光计等,需要滤光片来改善性能或实现特定的光学功能,像是光谱仪使用光学滤光片,来选择性地分析特定波长的光,而显微镜可能使用偏光滤光片,来观察晶体结构,有些客制化的镀膜滤光片,甚至还能做到高通过、高阻挡的效能,以提高分辨率和度。
照明设备
照明设备最常用到彩色滤光片,来改变、调整光源的色温、色彩和强度,或是透过分色片来阻隔特定颜色的穿透,以营造不同的视觉效果。
3C产品面板
3C产品(即电脑、通讯和等消费性电子产品)的显示面板、液晶显示器和有机EL显示器,基本上都会使用彩色滤光片,通过控制不同色彩通道的透光性,来呈现多彩的画面。另外现今为了保护消费者长时间看3C萤幕,长期下来眼睛会造成不适,而推出滤蓝光萤幕,为了就是要过滤掉会对眼部产生伤害的蓝光。
各产业检测器
在科学、环境监测、工业检测和国防工业等产业,都会个别用到不同类型的滤光片,达到选择性吸收、阻挡特定光谱波段,或指定光的入射角的效果,不仅提供分析、测量或检测应用功能,还会直接影响检测器的灵敏度、讯号和准确性。
滤光片及其制造基材在技术进步下,不但能创造创新功能,还能使产品本身更加精密、精准。暘恩科技提供滤光片加工与制程、玻璃加工、镀膜加工等多项光学膜设计及制程整合服务,并利用多种专业国内外知名品牌制造设备及治具,丰富的实作经验与经过严格检验标准的产品,为客户带来高品质与符合需求的滤光片,若有滤光片制作相关需求欢迎与我们联系。