10 کاربرد برتر فیلترهای شیشه بریده در سیستم های نوری

فیلترهای شیشه ای برش جزء پرکاربردترین قطعات در سیستم های نوری مدرن هستند ، انتخاب دقیق طول موج را در بین برنامه های کاربردی از تشخیص پزشکی گرفته تا تصویربرداری هوافضا امکان پذیر می کند. چه به عنوان استفاده شود فیلتر نوری طولانی گذر برای حذف نویز با طول موج کوتاه، یا به عنوان شیشه برش مادون قرمز برای جلوگیری از تشعشعات IR در دوربین های دیجیتال، این فیلترها مشکلات اپتیکی خاص و قابل اندازه گیری را حل می کنند که هیچ جزء دیگر نمی تواند به اندازه کافی آنها را برطرف کند. این مقاله 10 برنامه کاربردی برتر دنیای واقعی را شرح می دهد و دلایل فنی پشت هر مورد استفاده را توضیح می دهد.

فیلتر شیشه ای کات آف چیست و چگونه کار می کند؟

یک شیشه فیلتر قطع نوری یک شیشه نوری رنگی با قابلیت انتقال انتخابی است که یک مرز تیز بین طول موج های ارسالی و مسدود شده ایجاد می کند. در زیر طول موج قطع، نور به شدت جذب می شود. بالاتر از آن، انتقال بالا است - معمولاً بیش از حد 80-90٪ . این انتقال طیفی شیب‌دار با دوپ کردن زیرلایه شیشه با رنگ‌های اکسید فلزی خاص مانند آهن، کروم، نیکل یا تیتانیوم به دست می‌آید که ویژگی‌های جذب شیشه را برای باندهای طول موج مختلف تغییر می‌دهد.

دو پیکربندی رایج عبارتند از:

• فیلتر نوری Longpass: طول موج های بالاتر از نقطه برش را منتقل می کند (به عنوان مثال، قرمز و نزدیک به مادون قرمز عبور می کند، UV و آبی را مسدود می کند).
• فیلتر نوری گذر کوتاه / UV-IR: طول موج های کوتاه تری را ارسال می کند در حالی که طول موج های بلندتر را مسدود می کند، که اغلب برای از بین بردن آلودگی IR در سیستم های نور مرئی استفاده می شود.

انواع قطع UV معمولاً طول موج قطع قابل تنظیم بین را ارائه می دهند 350-500 نانومتر ، در حالی که پیکربندی های مسدود کننده IR بسته به نیاز برنامه، محدوده 700-1100 نانومتر را هدف قرار می دهند.

10 کاربرد برتر فیلترهای شیشه بریده در سیستم های نوری

1. دوربین دیجیتال و سنسور تصویربرداری حفاظت

سنسورهای CMOS و CCD به خوبی در محدوده مادون قرمز نزدیک (تا 1100 نانومتر) حساس هستند که چشم انسان قادر به دیدن آن نیست. بدون یک شیشه برش مادون قرمز فیلتری که در مسیر نوری قرار می گیرد، تصاویر گرفته شده رندر رنگی غیرطبیعی را نشان می دهند - رنگ پوست قرمز به نظر می رسد، پوشش گیاهی روشن تر به نظر می رسد و تعادل رنگ سفید به شدت منحرف می شود. فیلترهای برش IR دقیق که روی سنسور قرار داده شده اند با مسدود کردن طول موج های بالاتر از تقریباً این موضوع را درست می کنند 650-700 نانومتر ، هماهنگ کردن پاسخ حسگر با بینایی انسان.

2. میکروسکوپ فلورسانس و تجزیه و تحلیل زیست پزشکی

در میکروسکوپ فلورسانس، نمونه‌ها توسط یک طول موج خاص (مثلاً لیزر آبی 488 نانومتر) برانگیخته می‌شوند و فلورسانس ساطع شده - معمولاً 10000 تا 100000 برابر ضعیف‌تر از نور تحریک - باید برای تشخیص جدا شود. الف فیلتر نوری طولانی گذر قرار گرفتن در مسیر انتشار، طول موج تحریک را مسدود می کند در حالی که انتشار فلورسنت ضعیف تر را انتقال می دهد و تجزیه و تحلیل کمی با نسبت سیگنال به نویز را امکان پذیر می کند که در غیر این صورت غیرممکن بود. این تکنیک زیربنای فلوسیتومتری، آنالیز FISH و رنگ‌آمیزی ایمونوفلورسانس است.

3. تجهیزات استریلیزاسیون UV و فتوتراپی

دستگاه‌های فتوتراپی پزشکی - از جمله لامپ‌های درمانی PUVA و واحدهای درمان زردی نوزادان - به جداسازی دقیق باند UV نیاز دارند. یک محدوده UV شیشه فیلتر نوری دقیق تضمین می کند که تنها طول موج درمانی (به عنوان مثال، UVA در 315-400 نانومتر) به بیمار تحویل داده می شود، در حالی که طول موج های مضر UV-B/UV-C را مسدود می کند. دقت اندازه گیری در ابزار دزیمتری UV همچنین به فیلترهای قطع کننده برای حذف تداخل نور مرئی بستگی دارد.

4. اسپکتروفتومتری و ابزارهای تحلیلی

اسپکتروفتومترهایی که در آنالیزهای بیوشیمیایی و شیمیایی استفاده می‌شوند، متکی هستند شیشه فیلتر قطع نوری برای حذف نور سرگردان - نور در طول موج هایی غیر از طول موج اندازه گیری که به آشکارساز می رسد و خطای سیستماتیک ایجاد می کند. در اسپکتروفتومترهای UV-Vis با کارایی بالا، سطوح نور سرگردان پایین تر است 0.01٪ T برای اندازه گیری دقیق جذب در غلظت های بالا مورد نیاز است. فیلترهای برش قرار گرفته در قطار نوری، پراش مرتبه دوم و پراکندگی پهنای باند را از گریتینگ تک رنگ سرکوب می کنند.

5. بینایی ماشین و سیستم های بازرسی صنعتی

سیستم‌های بینایی ماشین صنعتی که تحت نور ترکیبی محیطی (فلورسنت، LED و نور روز) کار می‌کنند فیلترهای نوری UV IR برای محدود کردن پاسخ طیفی دوربین برای مطابقت با منبع نور. به عنوان مثال، سیستمی که از نور IR 850 نانومتری با یک فیلتر گذر طولانی در 800 نانومتر استفاده می کند، به طور موثر صحنه را برای نور مرئی محیط نامرئی می کند، سوسو زدن را از بین می برد و ثبات بازرسی را بهبود می بخشد. این امر در تشخیص عیب با سرعت بالا در خطوط تولیدی که در آن کار می کنند بسیار مهم است 500-2000 قسمت در دقیقه .

6. آزمایش انرژی خورشیدی و فتوولتائیک

سیستم های شبیه ساز خورشیدی که برای مشخص کردن سلول های فتوولتائیک استفاده می شوند باید طیف خورشیدی AM1.5 (300-2500 نانومتر) را به دقت بازتولید کنند. شیشه فیلتر نوری دقیق اجزاء برای شکل دادن به طیف خروجی قوس زنون یا شبیه سازهای مبتنی بر LED، تنظیم توزیع طیفی برای مطابقت با شرایط تست استاندارد استفاده می شوند. خطاها در تطابق طیفی مستقیماً به خطا در جریان اتصال کوتاه اندازه گیری شده تبدیل می شوند، بنابراین انتخاب فیلتر برای مطابقت با شبیه ساز کلاس A IEC 60904-9 .

7. سیستم های نوری نجومی و دید در شب

سیستم‌های تصویربرداری نجومی که خطوط انتشار باریک (H-alpha در 656 نانومتر، OIII در 501 نانومتر) را هدف قرار می‌دهند، از فیلترهای برش طول گذر برای مسدود کردن پس‌زمینه آسمان و آلودگی نوری پهنای باند در حین انتقال انتشار هدف استفاده می‌کنند. دستگاه های دید در شب که از تقویت کننده های تصویر Gen II یا Gen III استفاده می کنند شیشه برش مادون قرمز عناصری برای تعیین حد طول موج بالای حساسیت لوله، از کور کردن سیستم توسط منابع نور LED نزدیک به IR جلوگیری می کند. نقاط برش IR معمولی برای این کاربردها از 900 نانومتر تا 1100 نانومتر .

8. سیستم های لیزری و جداسازی نوری

در سیستم های اندازه گیری و پردازش مواد مبتنی بر لیزر، شیشه فیلتر قطع نوری به عنوان یک عنصر تخلیه پرتو یا پاک کننده برای سرکوب انتشار خود به خودی تقویت شده (ASE) و نشت طول موج پمپ استفاده می شود. به عنوان مثال، در یک سیستم لیزر Nd:YAG که در 1064 نانومتر کار می کند، یک فیلتر گذر طولانی با قطع شدن در 1000 نانومتر، نور پمپ 808 نانومتری باقیمانده را مسدود می کند که در غیر این صورت پرتو خروجی را آلوده می کند یا به آشکارسازهای پایین دست آسیب می رساند.

9. امنیت، نظارت، و سیستم های بیومتریک

دوربین‌های تشخیص چهره و شناسایی عنبیه معمولاً در باند IR نزدیک (780 تا 940 نانومتر) عمل می‌کنند تا تحت همه شرایط نوری کار کنند. الف فیلتر نوری UV IR به عنوان یک مسدود کننده نور مرئی / فیلتر باند IR پیکربندی شده است که اطمینان حاصل می کند که حسگر فقط نور مادون قرمز ساختار یافته منعکس شده از سوژه را دریافت می کند و تداخل نور محیطی قابل مشاهده را حذف می کند. این امر دقت تشخیص را در نور روز، محیط اداری و شرایط کم نور به طور مساوی بهبود می بخشد - یک نیاز برای استانداردهای تصویر بیومتریک ISO/IEC 19794-6 .

10. اپتیک هوانوردی، نظامی و سنجش از دور

استفاده از ابزار سنجش از دور هوابرد و ماهواره ای شیشه فیلتر نوری دقیق برای جداسازی باندهای طیفی خاص برای تجزیه و تحلیل پوشش گیاهی (NDVI)، نقشه برداری مواد معدنی، و صدای اتمسفر. سیستم‌های هدف‌گیری نظامی از عناصر قطع کننده IR دو بانده برای جابجایی بین باندهای IR موج میانی (3-5 میکرون) و موج بلند (8-12 میکرون) برای شناسایی تهدید استفاده می‌کنند. در این محیط‌های با قابلیت اطمینان بالا، دوام فیلتر در محدوده دما متفاوت است -55 درجه سانتی گراد تا 125 درجه سانتی گراد و مقاومت در برابر رطوبت و تشعشع از مشخصات اجباری است.

خلاصه برنامه: انواع فیلترهای قطع بر اساس موارد استفاده

عملکرد انتقال در انواع فیلترها

درک اینکه چقدر متفاوت است شیشه فیلتر نوری دقیق عملکرد انواع در سراسر باندهای طول موج کلید انتخاب مولفه مناسب است. نمودار زیر نمایه های انتقال معمولی را برای سه پیکربندی رایج فیلتر قطع نشان می دهد:

مشخصات کلیدی برای ارزیابی هنگام انتخاب یک شیشه فیلتر نوری دقیق

همه فیلترهای قطع کننده عملکرد یکسانی ندارند. هنگام تامین منابع شیشه فیلتر نوری دقیق برای یک برنامه خاص، این پارامترها را ارزیابی کنید:

• دقت طول موج قطع: طول موجی که در آن انتقال به 50 درصد اوج کاهش می یابد - باید با تحمل 5± نانومتر یا کمتر برای کاربردهای حیاتی مشخص شود.
• عمق مسدود کردن: چگالی نوری (OD) در باند مسدود شده - OD 3 (0.1٪ T) استاندارد است. OD 5 یا بالاتر برای کاربردهای فلورسانس و لیزر مورد نیاز است.
• انتقال در باند عبور: باید به طور مداوم در بالا باشد 80-90٪ در سراسر باند انتقال مورد نظر بدون شیب جذب.
• کیفیت سطح: مشخصات حفاری خراش (به عنوان مثال، 60-40 یا 40-20) بر نور پراکنده در سیستم های نوری دقیق تأثیر می گذارد.
• پایداری حرارتی و شیمیایی: برای تجهیزات بیرونی، صنعتی و پزشکی که در محدوده دمایی وسیع کار می کنند، مهم است.
• تحمل ابعادی: قطر، ضخامت و صافی باید با مجموعه نوری که فیلتر در آن یکپارچه شده است، مطابقت داشته باشد.

تقاضای صنعت برای فیلترهای نوری Longpass و UV IR: زمینه رشد

درباره شرکت Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd.

A فیلتر شیشه ای برش نوعی شیشه با خواص نوری خاص است که به طور انتخابی نور را در محدوده طول موج خاصی ارسال یا مسدود می کند. این یک شیشه نوری رنگی انتخابی است که نور با طول موج کوتاه - مانند اشعه ماوراء بنفش، آبی و سبز - را به شدت جذب می کند و در عین حال نورهای با طول موج بلند مانند زرد، نارنجی، قرمز و نزدیک به فروسرخ را به طور موثر منتقل می کند. مشخصه «برش» آن به تضعیف شدید نور در زیر یک طول موج خاص اشاره دارد که یک منحنی پاسخ طیفی شبیه به یک سوئیچ را تشکیل می دهد. این امر با دوپ کردن زیرلایه شیشه با رنگ‌های اکسید فلزی خاص مانند آهن، کروم، نیکل و تیتانیوم حاصل می‌شود.

Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd. در سال 1996 تاسیس شد. این یک شرکت با فناوری پیشرفته در استان جیانگ سو است که مساحتی از 10000 متر مربع متخصص در تولید و فرآوری شیشه های اپتیکال رنگی، شیشه های اپتیکال بی رنگ و چاپ و تمپرینگ صفحه نمایش شیشه ای تخت. مدیریت کیفیت شرکت مطابقت دارد استانداردهای کیفیت محصول ISO 9001-2000 و گواهینامه سیستم کیفیت 3C.

به عنوان یک OEM حرفه ای فیلتر شیشه ای برش تامین کننده و کارخانه فیلتر شیشه برش ODM در چین، Nantong Xiangyang دارای دو بخش تخصصی است:

• بخش تولید قطعات نوری: متخصص در فیلترهای رنگی و شیشه فیلتر نوری دقیق برای شیشه های نوری رنگی و بی رنگ، پوشش مناطق ماوراء بنفش، مرئی، نزدیک به مادون قرمز و طول موج مادون قرمز. محصولات به طور گسترده در ابزارهای نوری، ابزار پزشکی، ابزار بیوشیمیایی و تحلیلی، الکترونیک، هوانوردی، نظامی و تحقیقات علمی قابل استفاده هستند.
• بخش محصولات شیشه ای تخت: درگیر پردازش عمیق، چاپ روی صفحه ابریشم شیشه، و تمپر شیشه، با پشتیبانی تجهیزات خودکار از آلمان، ژاپن و سوئیس. محصولات آسانسور، لوازم خانگی، ابزار، و سوئیچ های الکترونیکی با هوش بالا را در صدها مشخصات پوشش می دهند.

سوالات متداول