Useimmille instrumenteille, valaisimille ja anturikoteloille, joiden on säilytettävä värinsä vuosia ilman uudelleenkalibrointia, selektiiviset absorptiolasisuodattimet ylittävät yleensä ohutkalvopinnoitesuodattimet kulman stabiilisuudessa, lämmönkestävyydessä ja mekaanisessa kestävyydessä . Selektiivinen absorptiolasisuodatin toimii itse bulkkimateriaalin läpi, joten suodatusvaikutus ei riipu suuresti kulmasta, jossa valo osuu pintaan, eikä kulu niin kuin kerrostunut kalvo voi ajan myötä. Optisilla pinnoitesuodattimilla on edelleen reuna, kun suunnittelu vaatii erittäin kapeaa päästökaistaa, jyrkkää leikkauskulmaa tai aallonpituusyhdistelmää, johon tavallinen värillinen lasi ei pääse yksinään. Alla olevissa osissa käydään läpi fyysinen päättely, spektrinen käyttäytyminen ja käytännön valintakriteerit vastauksen takana, mukaan lukien useita vertailukaavioita ja lyhyt ostajien tarkistuslista lopussa.
Selektiivinen absorptiolasisuodatin on pala optista lasia, joka on suunniteltu poistamaan tietyn aallonpituuskaistan valonsäteestä ja päästää ympäröivät nauhat kulkemaan läpi minimaalisella häviöllä. Valmistajat saavuttavat tämän vaikutuksen sulattamalla metalli-ioneja tai hienoja kolloidisia hiukkasia suoraan lasierään ja säätämällä sitten lasin koostumusta ja pintakäsittelyä siten, että valmis kappale absorboi valitun osan näkyvästä tai lähi-infrapunaspektristä. Fysikaalinen perusta on elektronitasolla: kun tietyn energian fotonit iskevät seostettuun lasiin, tämä energia vastaa lisättyjen ionien elektronitilojen välistä aukkoa, joten nämä fotonit absorboituvat ennemmin kuin siirretään. Jokainen toinen aallonpituus, joka ei vastaa tätä energiarakoa, jatkuu lasin läpi suurelta osin muuttumattomana, mikä antaa tämän tyyppiselle näkyvän valon absorptiolasisuodattimelle sen puhtaan, toistettavan spektriprofiilin.
Lasin tuotannossa käytetyt yleiset dopingmenetelmät
Kolme dopingperhettä kattaa suurimman osan kaupallisesta kysynnästä nykyään, joista jokainen on suunnattu eri osaan.
Siirtymämetalli-ionit, kuten kromi ja kupari, tuottavat vihreän selektiivisen absorptiolasisuodattimen, jonka läpäisyhuippu on noin 500-560 nanometriä, samalla kun ne vetävät alas sinistä violettia ja punaista valoa.
Mangaanin, titaanin, koboltin ja neodyymin yhdistelmät tuottavat violetin sävyistä lasia, joka imeytyy voimakkaasti keskispektrin vihreällä ja keltaisella alueella päästäen samalla violetin, sinisen ja osan punaisesta nauhasta kulkemaan läpi.
Erikoisvalmisteet, jotka on rakennettu UV-säteilyä absorboivaksi optiseksi lasisuodattimeksi, katkaisivat lyhyemmät aallonpituudet, jotka ovat lähellä 365 nanometriä ja alle, samalla kun ne ohittavat näkyvän kaistan tasaisella, tasaisella vasteella.
Näkyvän valon työskentelyn lisäksi infrapunaa läpäisevien lasisuodattimien valmistaja voi lisätä saman pohjalasijärjestelmän päästämään lähelle infrapunaenergiaa samalla kun se estää näkyvän valon, mikä on hyödyllistä anturiikkunoissa, joiden on hylättävä ympäristön valon häiriöt.
Mitä An Optical Coating Filter Is And How Its Principle Differs
Optinen pinnoitesuodatin alkaa kirkkaasta alustasta, usein tavallisesta lasista tai sulatetusta piidioksidista, jolle kerrostetaan useita erittäin ohuita kerroksia yksi kerrallaan tyhjiöpinnoituslaitteistossa. Jokaisella kerroksella on erilainen taitekerroin, ja pino on suunniteltu siten, että kerrosten välillä heijastuva valo häiritsee rakentavasti aallonpituuksilla, jotka on tarkoitettu estettäväksi, ja tuhoisasti ohitettavilla aallonpituuksilla. Tämä on pohjimmiltaan häiriövaikutus absorptioefektin sijaan, mikä on keskeinen ero, joka erottaa sen selektiivisestä absorptiolasisuodattimesta.
Yleiset pinnoiteperheet jokapäiväisessä käytössä
Dikroiset pinot, jotka heijastavat yhtä värinauhaa lähettäessään toista.
Kapeat kaistanpäästöpinnoitteet, jotka on rakennettu yhdelle tiukalle aallonpituusikkunalle.
Lovipinnoitteet, jotka on suunniteltu hylkäämään yksi kapea nauha ja ohittamaan kaikki sen ympärillä.
Koska suodatuskäyttäytyminen riippuu tarkasta reitin pituudesta, jonka valo kulkee kunkin kerroksen läpi, pinnoitussuodattimen läpäisykäyrä siirtyy kohti lyhyempiä aallonpituuksia tulevan valon kulman kasvaessa. Pinnoite, joka on mitoitettu tarkalle katkaisulle normaalissa ilmaantumisessa, voi ajautua useita nanometrejä pois kohteesta, kun valo saapuu kohtalaiseenkin kulmaan, mikä on tärkeää kompakteissa optisissa järjestelmissä, joissa säteet kulkevat harvoin yhtä suoraa linjaa.
Keskeiset erot kahden suodatintekniikan välillä
Alla olevassa taulukossa esitetään molemmat tekniikat niiden fyysisten ominaisuuksien perusteella, jotka useimmiten päättävät, kumpi sopii tiettyyn malliin.
Taulukko 1. Selektiivisten absorptiolasisuodattimien ja optisten pinnoitesuodattimien fyysinen ja suorituskyvyn vertailu.
Parametri
Selektiivinen absorptiolasisuodatin
Optinen pinnoitesuodatin
Toimintaperiaate
Bulkkiimeytys seostetun lasin läpi
Ohutkalvon häiriö alustalla
Kulman herkkyys
Erittäin matala
Huomattavissa laajakulmissa
Leikkauksen reunan terävyys
Asteittainen, luonnollinen kaltevuus
Voidaan rakentaa erittäin jyrkäksi
Lämpöherkkyys
Matala normaaleissa rajoissa
Kohtalainen, tasosta riippuvainen
Delaminaatio- tai kulumisvaara
Ei mitään, omaisuus istuu irtotavarana
Mahdollista kosteuden tai hankauksen alaisena
Räätälöintimenetelmä
Säädä lasin koostumusta ja dopingtasoa
Säädä kerrosten lukumäärä ja paksuus
Suorituskyvyn vertailu viiden keskeisen optisen parametrin välillä
Alla olevassa vaakakaaviossa pisteytetään molemmat suodatinperheet suhteellisella nollasta sataan asteikolla viidellä parametrilla, jotka optiset suunnittelijat tarkistavat useimmiten komponenttien valinnan aikana. Nämä pisteet kuvastavat tavallisissa tuotantonäytteissä havaittua tyypillistä käyttäytymistä yksittäisen testiraportin sijaan.
Kulmariippumattomuus ja pitkäaikainen värien tasaisuus osoittavat laajimman eron , minkä vuoksi selektiiviset absorptiolasisuodattimet ovat edelleen yleinen valinta etsimeissä, laajan aukon objektiiveissa ja kaikissa koteloissa, joissa valo osuu harvoin suoraan suodattimeen.
Alla oleva kaavio kuvaa edustavaa läpäisykäyrää vihreän sävyiselle selektiiviselle absorptiolasisuodattimelle, joka on seostettu kromi- ja kupari-ioneilla. Lähetys kasvaa nopeasti, kun aallonpituus lähestyy 480 nanometriä, saavuttaa laajan huipun 500 ja 560 nanometrin välillä ja putoaa sitten tasaisesti pitkän aallonpituuden puolella. Tämä lempeä nousu ja lasku on ominaista bulkkiabsorptiolasille ja on yksi syy, miksi nämä suodattimet tuottavat luonnollisen, tasaisen värintoiston kapealle pinnoitepinolle tyypillisen kovemman reunan sijaan.
Koska käyrä kallistuu asteittain sen sijaan, että se putoaisi lähes pystysuoraan viivaan, pienet valmistusvaihtelut lasin paksuudessa tai dopingpitoisuudessa muuttavat huippua vain hieman pitäen erien välisen värin yhdenmukaisuuden hyvin toleranssin sisällä useimmissa instrumenteissa ja valaistussovelluksissa.
Missä selektiivisiä absorptiolasisuodattimia käytetään eri teollisuudenaloilla
Aallonpituuden valintaan tarkoitetun lasisuodattimen kysyntä kattaa useita toimialoja, ja alla oleva suhteellinen osuus kuvastaa tyypillistä suuruusluokkaa, joka näkyy nykyisissä tuotantotilauksissa.
Edustavia hakemushuomautuksia
Optinen instruments including fluorescence microscopes, DNA sequencers and spectrometers rely on an optical absorption glass filter for sensors to strip stray light before it reaches the detector.
Teollinen processes such as semiconductor lithography and UV curing use absorption glass as a stable window material that limits heat build up on sensitive substrates.
Näyttämö- ja valokuvavalaistus käyttää värillistä absorptiolasia näkyvän värin muokkaamiseen samalla kun se estää infrapunalämpösäteilyn pääsyn valaistuun kohteeseen.
Arkkitehtoniset lasit ja autolasit käyttävät sävytettyjä absorptiokerroksia vähentämään auringon lämmön nousua ja pitämään samalla miellyttävän valaistuksen.
Lääketieteellinen and biochemical instruments depend on consistent spectral response for accurate readings across repeated testing cycles.
Moniulotteinen vertailututkakaavio
Kuusi mittaa on tärkeintä punnittaessa valikoivaa absorptiolasisuodatinta pinnoitussuodattimeen uuden mallin saamiseksi. Alla oleva tutkakaavio esittää molemmat tekniikat samassa mittakaavassa, joten kompromissit näkyvät yhdellä silmäyksellä.
Päällystyssuodattimet lisäävät spektriselektiivisyyttä ja valmistuksen joustavuutta , koska saostusprosessi voi kohdistaa epätavalliseen aallonpituusyhdistelmään, jota mikään yksittäinen lasikaava ei saavuta yksinään. Absorptiolasi laajentaa edelleen kulman riippumattomuutta, lämpöstabiilisuutta ja pitkäaikaista yhtenäisyyttä, mikä selittää sen, miksi se pysyy yleisenä kiinteillä optisilla reiteillä, jotka pysyvät käytössä useita vuosia.
Ympäristön vakaus ja pitkäaikainen kestävyys todellisissa olosuhteissa
Selektiiviset absorptiolasisuodattimet kantavat optisen ominaisuutensa itse materiaalin sisällä, joten pinnan kevyt naarmuuntuminen tai altistuminen kosteudelle ei muuta absorboimaansa aallonpituuskaistaa, vain sen fyysistä kirkkautta, jos vaurio tulee vakavaksi. Pinnoitesuodattimet kantavat optisen ominaisuutensa vain muutaman mikronin paksuisena kerrospinona, mikä tarkoittaa, että kosteuden sisäänpääsy, toistuva puhdistus, lämpökierto tai pitkäaikainen UV-altistus voivat asteittain löysyttää tai hapettaa yksittäisiä kerroksia. Kun kerros siirtyy edes vähän, koko interferenssikuvio siirtyy sen mukana ja muuttaa tehollista raja-aallonpituutta ajan myötä.
Missä tämä ero näkyy eniten
Ulkotilojen arkkitehtoniset lasit, suoralle auringonvalolle altistuvat autolasit ja lämmönlähteiden lähellä toimivat teollisuuslaitteet ovat asetuksia, joissa näiden kahden tekniikan välinen ero tulee näkyvimmin usean vuoden palvelujakson aikana. Puhdastila- ja laboratorioinstrumenteissa, joita pidetään kontrolloidussa ympäristössä, on pienempi käytännön ero, vaikka kulmaherkkyys suosii silti absorptiolasia aina, kun optinen polku ei ole täydellisesti kollimoitunut.
Tyypilliset stressipisteet, jotka tarkistettiin arvioinnin aikana
Ostajat suorittavat yleensä omat lämpökiertotarkistuksensa, kosteuspitotarkistuksensa ja toistuvia pyyhkimistarkistuksia näytekappaleille ennen tuotantotilaukseen sitoutumista, koska nämä kolme jännityspistettä paljastavat suurimman osan käytännön eroista bulkkilasin ja kerrostetun pinnoitteen välillä.
Ostajat, jotka hankkivat mukautetun selektiivisen absorptiolasisuodattimen, aloittavat yleensä tavoitelähetyskäyrästä eikä kiinteästä luetteloosasta. Värillisen optisen lasin absorptiosuodattimen toimittaja voi säätää useita muuttujia saavuttaakseen tämän käyrän.
Dopingtyyppi ja pitoisuus siirtää absorptiokaistaa kohti tiettyä tavoiteaallonpituutta.
Lasin paksuus, koska absorptiosyvyys seuraa optisen reitin pituutta materiaalin läpi.
Pintakäsittely ja reunakäsittely tietyn kotelon tai anturimoduulin sisään asennettavaksi.
Yhdistetyt rakenteet, jotka yhdistävät absorptiolasiytimen ohueen heijastuksenestokerrokseen, hyödyllisiä, kun projekti haluaa absorptiolasin vakauden, jolla on hieman suurempi kokonaisläpäisy.
Pyynnöt, jotka ohjataan mukautetun aallonpituuden optiselle suodatinlasilinjalle, infrapunasäteilyä läpäisevälle lasisuodattimen valmistajasuhteelle tai absorboivalle optisen suodattimen lasin toimittajalle, joka pystyy pitämään tiukan erän toleranssin, etenevät yleensä nopeammin, kun ostajalla on yhteinen tavoiteläpäisykäyrä, käyttölämpötila-alue ja fyysiset asennusmitat.
Valmistustaustaa luotettavien selektiivisten absorptiolasisuodattimien takana
Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd on valmistanut värillistä ja väritöntä optista lasia vuodesta 1996 kymmenen tuhannen neliömetrin laitoksesta Jiangsun maakunnassa. Optiset komponentit -divisioona keskittyy värillisiin optisiin lasisuodattimiin, jotka kattavat ultravioletti-, näkyvä-, lähi-infrapuna- ja infrapuna-alueet ja jotka kulkevat reilusti yli sata lasityyppiä prosessointilinjoilla, jotka on varustettu optisella hionta-, kiillotus- ja spektrin testauslaitteistolla. Tämän divisioonan tuotos ulottuu optisiin instrumentteihin, lääketieteellisiin ja biokemiallisiin instrumentteihin, analyyttisiin laitteisiin, elektroniikkaan, lentoliikenteeseen sekä useisiin tutkimuslaitoksiin ja yliopistoihin.
Erillinen tasolasidivisioona hoitaa lasin silkkipainatuksen sekä ohjauspaneelien, laitekoteloiden ja kytkinkomponenttien karkaisun, mikä pitää yrityksen tutuina sekä tarkkuusoptisen lasin että massatuotantolasinkäsittelyn saman katon alla. Projektiryhmälle, joka vertaa valikoivaa absorptiolasisuodattimen valmistajaa optisen suodattimen lasin valmistajaan Kiinassa, tämä optisten testauslaitteiden ja pitkän tuotantohistorian yhdistelmä on yksi käytännön signaaleista, joka kannattaa tarkistaa toimittajien arvioinnissa.
Kuinka valita projektia varten selektiivisten absorptio- ja pinnoitussuodattimien välillä
Lyhyt tarkistuslista auttaa rajaamaan päätöstä ennen näytteiden pyytämistä.
Kartoita tarvittava aallonpituuskaista ja tarkista, peittääkö standardi värillinen lasi sen jo tiiviisti.
Vahvista tulokulmien alue, jonka suodatin näkee todellisella optisella polulla, ei vain suunnittelukeskuksessa.
Huomioi käyttöympäristö, mukaan lukien kosteus, lämpötilan vaihtelut ja altistuminen ulkona olevalle UV-säteilylle.
Päätä, kuinka jyrkkä leikkausreunan tulee olla, koska erittäin kapea päästökaista saattaa silti vaatia pinnoitusratkaisua.
Suunnittele odotettu käyttöikä ja kuinka vaikeaa uudelleenkalibrointi tai vaihtaminen olisi, kun yksikkö on otettu käyttöön kentällä.
Projektit, jotka valitsevat useimmat yllä olevista ruuduista vakauden ja yksinkertaisuuden puolesta, asettuvat tyypillisesti valikoivaan absorptiolasisuodattimeen, kun taas projektit, jotka vaativat epätavallisen kapeaa tai jyrkkää spektrireunaa, päätyvät usein määrittämään pinnoitussuodattimen tai molempien tekniikoiden yhdistelmän samalla optisella tiellä.
Usein kysyttyjä kysymyksiä selektiivisistä imukykyisistä lasisuodattimista
Q1: Mikä on selektiivinen absorptiolasisuodatin
Se on optinen lasi, joka on formuloitu metalli-ioneista tai kolloidisista hiukkasista siten, että se absorboi valitun aallonpituuskaistan ja lähettää samalla ympäröivää valoa pienellä häviöllä.
Q2: Kuinka absorptiolasisuodatin estää tiettyjä aallonpituuksia
Lasin sisällä olevat seostetut ionit absorboivat fotoneja, joiden energia vastaa sisäistä elektronimuutosta, mikä poistaa tämän aallonpituuskaistan jättäen muut aallonpituudet suurelta osin ennalleen.
Q3: Mitä eroa on absorptiosuodattimilla ja häiriösuodattimilla?
Absorptiosuodattimet poistavat valoa bulkkilasimateriaalin läpi, kun taas interferenssisuodattimet käyttävät ohuita kerrostettuja kerroksia, jotka heijastavat ja kumoavat ei-toivotut aallonpituudet optisten häiriöiden kautta.
Q4: Miksi käyttää värillisiä lasisuodattimia päällystettyjen suodattimien sijaan
Värillinen lasi pitää spektrivasteensa tasaisena laajoissa katselukulmissa ja vastustaa asteittaista kerroksen heikkenemistä, joka voi vaikuttaa päällystettyyn pintaan vuosien käytön aikana.
Q5: Mihin selektiivisiä absorptiosuodattimia käytetään
Yleisiä käyttötarkoituksia ovat optiset anturit, konenäköjärjestelmät, spektroskopialaitteet ja lääketieteelliset instrumentit, jotka tarvitsevat vakaan, toistettavan spektrivasteen.
Q6: Mikä optinen suodatin sopii UV-suojaukseen
UV-säteilyä absorboiva optinen lasisuodatin, joka on suunniteltu katkaisemaan lyhyempiä aallonpituuksia, on yleensä yksinkertaisempi ja vakaampi vaihtoehto jatkuvaan UV-suojaukseen.
Q7: Voidaanko absorptiolasisuodattimia mukauttaa
Kyllä, dopingtyyppiä, pitoisuutta, paksuutta ja pinnan viimeistelyä voidaan säätää saavuttamaan tavoiteläpäisykäyrä tietyssä projektissa.
