Filtro passa banda

Panoramica del filtro passa-banda

Un filtro la cui curva caratteristica spettrale ha le aree di blocco su entrambi i lati della banda di trasmissione è chiamato un filtro passa-banda. I filtri passa-banda sono una categoria critica di componenti ottici a film sottile, ampiamente applicati in campi come chimica, spettroscopia, laser, astrofisica, comunicazioni in fibra ottica e biologia

I filtri passa-banda preparati utilizzando i principi di interferenza ottica mostrano una zona di trasmissione vicino a una lunghezza d'onda specifica nella loro curva spettrale, nota come banda passante, fiancheggiata dalle aree di blocco. Le bande di trasmissione laterali (bande di trasmissione antiparassitaria) possono essere disponibili intorno alle aree di blocco, che vengono in genere abolite utilizzando vetro colorato, pellicole assorbenti o filtri di blocco

Specifiche del filtro passa-banda

Lunghezza d'onda centrale (CWL): la lunghezza d'onda di trasmissione di picco di un filtro passa-banda, misurato in nanometri (nm), che definisce il punto medio della banda passante. È essenziale per applicazioni che richiedono una selezione precisa della lunghezza d'onda.

Larghezza di banda (FWHM): la gamma di lunghezze d'onda su cui il filtro trasmette efficacemente la luce, misurato come larghezza intera a metà massimo (FWHM) della curva di trasmissione. Filtri a banda stretta (

Trasmittanza: la percentuale di luce incidente trasmissione attraverso il filtro all'interno della sua banda di accesso. L'alta trasmittanza (es., 90%) è critica per ridurre al minimo la perdita di energia in applicazioni come la comunicazione ottica o l'imaging.

Pendenza del bordo (pendenza di transizione): la pendenza della transizione tra la banda di accesso e le aree di blocco. Un pendio più ripido (ad es., dal 10% al 80% di trasmittanza) migliora il rifiuto fuori banda, critico per la soppressione delle lunghezze d'onda non trattate.

Distorsione Wavefront: aberrazioni di fase introdutite dal filtro, che causano deformazioni nella parte anteriore d'onda della luce trasmissione. Distorsione eccessiva riduce la risoluzione dell'immagine e la qualità del fascio, in particolare in sistemi ad alta precisione come gli interferometri.

Dispersione cromatica: variazione dell'indice di rifrazione dipendente dalla lunghezza d'onda nel materiale filtrante, che porta alla separazione spettrale (es. Questo può degradare le prestazioni ottiche nei sistemi sensibili alla messa a fuoco dipendente dalla lunghezza d'onda, come microscopia o sistemi laser.

Applicazioni del filtro passa-banda

I filtri passa-banda ad alte prestazioni vengono applicati nell'imaging a fluorescenza.

Un microscopio A fluorescenza è composto da componenti principali come la sorgente luminosa, il sistema di filtraggio e il sistema ottico. La figura sotto è uno schema schematico degli elementi ottici nel sistema di filtraggio. La sorgente luminosa emette luce ad alta energia, che, dopo aver superato il filtro di eccitazione, emette luce di una lunghezza d'onda specifica. Questa luce viene quindi riflessa dallo specchio dicroico sul campione. Dopo l'esposizione alla luce ad alta energia di una specifica lunghezza d'onda, il campione emette fluorescenza, che passa prima attraverso lo specchio dicroico e poi attraverso il filtro di emissione prima di essere visto dall'occhio umano o essere preso da una fotocamera.

Un filtro di emissione di profondità ad alta interruzione isola la sorgente luminosa di eccitazione dal segnale di fluorescenza, previene le interferenze e l'oscuramento del segnale di fluorescenza dalla luce di eccitazione. Anche quando il segnale di fluorescenza è molto più debole rispetto all'intensità luminosa di eccitazione, può ancora essere chiaramente mantenuto. La selezione del filtro di eccitazione e del filtro di emissione dipende dalla lunghezza d'onda di eccitazione e dalla lunghezza d'onda del segnale di fluorescenza del campione. Per campioni che non possono essere felici di produrre fluorescenza, le sonde fluorescenti devono essere utilizzate per l'etichettatura prima di una successivo osservazione sperimentale.

I filtri passa-banda ad alte prestazioni vengono applicati nella combinazione di travi multi-lunghezza d'onda.

Se utilizzati in combinazione con specchi e riflettori dicroici, abilitano la combinazione di raggi laser. I filtri e gli specchi dicroici devono essere carefullY selezionato in base a requisiti specifici per ridurre al minimo il mirino tra i canali attillati.

La differenza tra i filtri passa-banda e i filtri a banda stretta

Sia i filtri passa-banda che i filtri a banda stretta consentono il passaggio di segnali luminosi entro un intervallo di lunghezza d'onda specifico mentre bloccano i segnali al di fuori di questo intervallo. I filtri passa-banda hanno in genere una banda di passaggio abbastanza ampia, con semitrasche di larghezza superiore a 40nm. I filtri a banda stretta, invece, sono un sottogruppo di filtri passa-banda e condividono la stessa definizione: consentono che i segnali luminosi passino all'interno di una gamma di lunghezze d'onda specifiche e segnali di blocco al di fuori di questa gamma. I filtri a banda stretta sono invece dotati di una larghezza di banda molto più stretta.

I filtri a banda stretta sono principalmente dotati di una tecnologia di rivestimento a film duro completamente dielettrico e il principio dell'interferenza dielettrica. Migliorano le caratteristiche dei filtri a banda stretta, ma garantisce che le loro prestazioni ottiche siano indipendenti dallo spessore del substrato. Questo rende i filtri a banda stretta più adatti per l'integrazione nei sistemi di imaging degli strumenti, aumentando così le loro prestazioni ottiche e attivando la loro applicazione efficace. I filtri a banda stretta utilizzano materiali speciali per substrato ottico per affrontare problemi come la sensibilità e l'instabilità dello stampo nelle prestazioni ottiche legate al tradizionale vetro composito di tipo ad assorbimento. I prodotti sono prodotti in base alle specifiche esigenze del cliente.