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Future of Optical Filters

隨著光源、數位傳感器及鍍膜腔技術與時俱進,光學濾光片將自然演進發展,持續向前邁進。光學濾光片在自動化、能源、醫療成像、保全及多元素光學系統等最嚴苛的應用之中扮演關鍵角色。

前述進展成果需要開發新型基材,例如具有彈性的薄膜聚合物,以及矽和鍺等紅外線級材料,或是新型的化學物質及化合物,能在紫外線及紅外線光譜產生高穿透及高度攔截能力的濾光效果。鍍膜腔技術的進展成果,實現更精準的濾光片,產生 1nm 以下且容差低於 1% 的頻寬,真正將頂級分光光度計的功能推向極限。透過以上各種進展,容差及規格獲得進一步最佳化,提供更出色的精準基材,搭配更優異的表面品質、表面平整度、平行能力及穿透波前。

新型材料、次奈米級規格、深紫外線到遠紅外線的光譜涵蓋範圍,以及各種更出色的容差,將持續在幾乎每一種消費者及科學應用之中,推動光學及光電領域不斷向前進展。

Ultra-Narrow Designs

超狹窄設計

多年來,雷射光濾光片頻寬介於 1.5 - 2nm 之間,不過鍍膜技術及方法的全新進展成果,現在可讓雷射光濾光片在可見光譜範圍內達到 1nm 以下的頻寬。這樣的精準度非常有利於單光子、拉曼,以及需要偵測非常細微和微弱訊號的其他成像應用。

圖1 (左): 355nm 及 533nm 超狹窄帶通濾光片穿透曲線圖
Broadening Spectral Range

更寬的光譜範圍

硬質鍍膜濾光片通常用於可見光及近紅外光譜區域,大約是 400 - 1800nm 左右的頻譜範圍,。近期由於鍍膜及材料設計上的進展和技術發展成果,將此系列產品的應用範圍擴大至紫外線及紅外線區域,最低可達 250nm,最高可達 7300nm。

圖2 (左): 7.30µm、25mm 直徑紅外線高通濾光片 (#68-656) 穿透曲線圖
Broadening Spectral Range

薄型彈性材料

超薄彈性濾光片是以獨特的擠壓製程製造,採用聚合物材料設計,厚度僅 200µm。這類濾光片也具備抗刮痕及彈性等特色,能夠突破過往限制,整合至部分最複雜外型及小型光學系統之中。

圖3 (左): 全聚合物彈性濾光片的結構

更緊密的容差及規格

用於塗佈濾光片的濺鍍平台,包含危險的溫度、壓力及移動速度非常快的粒子,因此難以確保清潔、完整及平坦的濾光片表面。平行能力、表面品質、表面平整度、穿透波前及屈光度或不規則度等表面規格,一般在傳統磁控及離子光束濺鍍平台都會受到影響;以上技術的進展成果,可實現表面容差更緊密的濾光片。

圖4 (右): 用於塗佈光學濾光片的愛特蒙特光學濺鍍平台
Tighter TOlerances

愛特蒙特光學下一代的光學濾光片

愛特蒙特光學持續提升光學濾光片規格及容差。以下列出部分最新強化的光學濾光片功能。

 

20-10 表面品質

 

λ/10 P-V 表面平整度

 

λ/20 RMS 穿透波前

 

最低 250nm 的紫外線波長,以及將近 4000nm 的紅外線波長

 

濾光片厚度最薄 200µm

圖5: TECHSPEC® 高效能螢光二向色濾光片的表面及波前圖

檢視光學濾光片產品系列

TECHSPEC® 高效能螢光二向色濾光片

TECHSPEC® 高效能od 4.0高通濾光片

TECHSPEC® High Performance OD 4 Shortpass Filters

TECHSPEC® 高效能od 4.0低通濾光片

常見問題

FAQ  愛特蒙特光學是否提供薄型彈性材料製作的濾光片?
是,愛特蒙特光學提供一系列超薄高通濾光片,以超薄聚合物層製造。這類濾光片抗刮痕,厚度介於 200-500µm。
FAQ  愛特蒙特光學提供最大直徑的濾光片為何?

愛特蒙特光學可製造最大 300mm 直徑的濾光片。由於濺鍍及鍍膜的限制,在這種大小的基材上,需要考量到容差及均勻性。

FAQ  最普遍使用的濾光片基材為何?

常見的濾光片基材材料包括熔融石英、N-BK7 及浮式玻璃。近期趨勢則是朝向螢光材料、矽及鍺等紅外線晶體材料、聚合物和塑膠材質發展。

FAQ  我要如何選擇適合自己應用的濾光片?

第一步是判定應用需要哪一種類型的濾光片。基本類型的濾光片為低通高通帶通二向色陷波中性密度等等。每種濾光片都具有獨特特性,有各自適合的應用。第二步是判定需要的波長為何,因為濾光片是以通過或不通過的光譜部分作為定義。例如紫外線阻斷 (或高通) 濾光片,可通過光譜的可見及紅外線部分,但會阻斷 (或「截止」) 光譜的紫外線部分。

FAQ  如果光學濾光片傾斜要怎麼辦?
一般而言,入射角增加會讓濾光片穿透曲線偏移至最低波長。與光學系統中央形成大角度的效應,等同於傾斜與光學系統垂直的濾光片。傾斜角度越大,曲線將開始改變形狀,造成穿透穩定下降,進而改變穿透曲線斜度,而溫度升高時也會出現類似效應。干涉濾光片對入射角及溫度最為敏感。
FAQ  愛特蒙特光學能夠製造哪些類型的濾光片?
愛特蒙特光學製造螢光、二向色、窄帶通、多帶通、陷波、中性密度、低通及高通濾光片。如果本公司的標準濾光片系列產品無法滿足您的需求,請與我們聯絡瞭解客製解決方案。

資源

應用說明

技術資訊及應用範例包括理論說明、方程式、圖示及其他各項。

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影片

資訊豐富的企業或教學影片,除了介紹各種簡單秘訣,也提供以應用為基礎的產品優勢展示。

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