干涉滤光片设计(干涉滤光片原理)

海潮机械 2023-01-13 07:56 编辑:admin 278阅读

1. 干涉滤光片原理

薄膜干涉的光程差公式:式中n为薄膜的折射率;d为入射点的薄膜厚度;θt为薄膜内的折射角;+λ/2为由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏-光密界面,另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差。薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。光同时具备以下四个重要特征:

1、在几何光学中,光以直线传播。笔直的“光柱”和太阳“光线”都说明了这一点。

2、在波动光学中,光以波的形式传播。光就像水面上的水波一样,不同波长的光呈现不同的颜色。

3、光速极快。在真空中为3.0×10⁸m/s,在空气中的速度要慢些。在折射率更大的介质中,譬如在水中或玻璃中,传播速度还要慢些。

4、在量子光学中,光的能量是量子化的,构成光的量子(基本微粒),称其为“光量子”,简称光子,因此能引起胶片感光乳剂等物质的化学变化。光线越强所含的光子越多。

2. 干涉滤光片的工作原理

是选择性地透射不同波长的光的器件,通常在光学路径中为平面玻璃或塑料器件,其染色或具有干涉涂层。

滤光器通常用于摄影(其中偶尔使用某些特殊效果滤光器以及吸收滤光器),许多光学仪器以及彩色舞台照明中。

滤光片为常用的滤光器,按光谱特性分为通带滤光片和截止滤光片;光谱分析中分为吸收滤光片和干涉滤光片。

3. 干涉滤光镜原理

荧光显微镜的滤光片种类有以下几种: 1. 吸热滤光片 吸热滤光片是防止光源光谱中的热辐射线损伤光具组所必需的滤光片。 2.激发光滤光片 激发光滤光片可以选择性吸收长波谱线而吸通透紫外线,紫色,蓝色和绿色光线的滤光片为激发滤色片 。3.阻挡滤光片 阻挡滤光片是选择性吸收短波谱线和红外线而通透较长波长可视线的滤光片,其功能是使观察都能看到被检物体所激发出来的荧光,同时保护观察都的角膜免遭紫外线伤害。 4.色光分离滤光片 色光分离滤光片是将激发光反射到被检物体上,使被检物体激发出荧光,再将荧光透射到目镜的滤光反射镜。这类滤我片只能用于落射光聚光器中,而透射光荧光显微镜不需要色光分离。 5.干涉滤光片 干涉滤光片是高性能激发滤光片的一种。它是将数张薄层金属膜叠放在抛光的两张玻璃片之间制成的滤光片。每张薄金属膜的折光系数都不相同,因此照明光源的各种不同波长的谱线在每张金属膜上反复进行反射,使得某些波长的谱线因相消干涉而抵消,另一些波长的谱线相加干涉而得以加强,并透射过去,这样得到透射波谱很窄、半波峰宽度只有6-20nm,透光度可达到60% -70%的滤光片。

4. 干涉滤光片原理图示

荧光显微镜(LWD300-38LFT,LW300LFT)的滤光片不止两种。种类有以下几种及其作用:

1. 吸热滤光片吸热滤光片是防止光源光谱中的热辐射线损伤光具组所必需的滤光片。

2.激发光滤光片激发光滤光片可以选择性吸收长波谱线而吸通透紫外线,紫色,蓝色和绿色光线的滤光片为激发滤色片。

3.阻挡滤光片阻挡滤光片是选择性吸收短波谱线和红外线而通透较长波长可视线的滤光片,其功能是使观察都能看到被检物体所激发出来的荧光,同时保护观察都的角膜免遭紫外线伤害4.色光分离滤光片色光分离滤光片是将激发光反射到被检物体上,使被检物体激发出荧光,再将荧光透射到目镜的滤光反射镜。这类滤我片只能用于落射光聚光器中,而透射光荧光显微镜不需要色光分离。5.干涉滤光片干涉滤光片是高性能激发滤光片的一种。它是将数张薄层金属膜叠放在抛光的两张玻璃片之间制成的滤光片。每张薄金属膜的折光系数都不相同,因此照明光源的各种不同波长的谱线在每张金属膜上反复进行反射,使得某些波长的谱线因相消干涉而抵消,另一些波长的谱线相加干涉而得以加强,并透射过去,这样得到透射波谱很窄、半波峰宽度只有6-20nm,透光度可达到60%-70%的滤光片。

5. 光电效应实验中干涉滤光片的作用原理

根据光的干涉和衍射原理实现光纤滤波的方法很多,已经设计出了多种光纤滤波器结构。包括:

1.基于祸合器的光纤滤波器:如抛光非平衡光纤藕合器、级联熔锥光纤藕合器、非对称双芯光纤藕合器等;

2.基于光纤光栅的光纤滤波器:有两种光纤滤波器已实现商业化,即Bargg光栅滤波器和长周期光栅滤波器阁,此外还有基于呢啾相移光纤光栅滤波器等;

3.基于光纤干涉仪的光纤滤波器:Fabry-Perot干涉仪、非平衡Mach-Zehnder干涉仪和Michelson干涉仪等光纤滤波器;

4.基于声光调制机制的声光滤波器等。

6. 干涉滤光片的作用原理

薄膜干涉的光程差公式:L=λ/(2n*sinθ)。

光程差包括三个因素,路程差、介质和半波损。薄膜干涉,两条光线分别在上下表面发生发射,路程差就是薄膜厚度2倍,即2e,再乘以折射率再加上半波损,就是2ne+半波长。薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。

作用

暗纹对应不同的倾角,这种干涉称做等倾干涉,等倾干涉一般采用扩展光源,并通过透镜观察。

利用薄膜干涉还可以制造增透膜。在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层透明薄膜,能够减少光的反射,增加光的透射,这种薄膜叫做增透膜。平常在照相机镜头上有一层反射呈蓝紫色的膜就是增透膜。同理如果增加光的反射成为增反膜,用于汽车玻璃贴膜等。

7. 干涉滤光片原理是什么

薄膜膜干涉是什么

薄膜干涉就是指让一束光经薄膜的两个表面反射后,形成的两束反射光产生的干涉现象。薄膜的商业用途很广泛,在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层增透膜,能够减少光的反射,增加光的透射。汽车玻璃也可以贴膜,这种膜叫增反膜。另外薄膜也可以用于检测平面是否平整。

薄膜干涉的概念

由薄膜产生的干涉。薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层。入射光经薄膜上表面反射后得第一束光,折射光经薄膜下表面反射,又经上表面折射后得第二束光,这两束光在薄膜的同侧,由同一入射振动分出,是相干光,属分振幅干涉。若光源为扩展光源(面光源),则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉,故属定域干涉。

对两表面互相平行的平面薄膜,干涉条纹定域在无穷远,通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察;对楔形薄膜,干涉条纹定域在薄膜附近。

薄膜干涉的典型形式

由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而产生的干涉。薄膜通常由厚度很小的透明介质形成。如肥皂泡膜、水面上的油膜、两片玻璃间所夹的空气膜、照相机镜头上所镀的介质膜等。

比较简单的薄膜干涉有两种,一种称做等厚干涉,这是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹.薄膜光程差相同的地方形成同条干涉条纹,故称等厚干涉。牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉。

另一种称做等倾干涉。当不同倾角的光入射到折射率均匀,上、下表面平行的薄膜上时,同一倾角的光经上、下表面反射(或折射)后相遇形成同一条干涉条纹,不同的干涉明纹或片间的空气层就形成空气薄膜,用水银灯或纳灯作为光源,就可以观察到薄膜干涉现象。如果玻璃内表面不很平,所夹空气层厚度不均匀,观察到的将是一些不规则的等厚干涉条纹,通常是一些不规则的同心环。

若用很平的玻璃片(如显微镜的承物片)则会出现一些平行条纹,手指用力压紧玻璃片时,空气膜厚度变化,条纹也随之改变.根据这个道理,可以测定平面的平直度.测定的精度很高,甚至几分之一波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来.若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度,就构成一个楔形空气薄膜,用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹,可用来测很小的长度。

暗纹对应不同的倾角,这种干涉称做等倾干涉。等倾干涉一般采用扩展光源,并通过透镜观察。

薄膜干涉作用

薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。

1、把两块干净的玻璃片紧紧压叠,两玻璃利用薄膜干涉还可以制造增透膜。在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层透明薄膜,能够减少光的反射,增加光的透射,这种薄膜叫做增透膜。平常在照相机镜头上有一层反射呈蓝紫色的膜就是增透膜。

2、同理如果增加光的反射成为增反膜,用于汽车玻璃贴膜等。

3、可以用于检测平面是否平整。