Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Дихроичные фильтры

Дихроичный фильтр , тонкопленочный фильтр или интерференционный фильтр представляет собой цветной фильтр используется для селективного передать свет небольшого диапазона цветов , а отражающие другие цвета. Для сравнения, дихроичные зеркала и дихроичные отражатели обычно характеризуются цветами света, который они отражают, а не цветами, которые они пропускают.

Дихроичные фильтры могут фильтровать свет от источника белого света, чтобы производить свет, который люди воспринимают как очень насыщенный по цвету. Такие фильтры популярны в архитектурных [1] и театральных приложениях.

Дихроичные отражатели, известные как холодные зеркала , обычно используются позади источника света, чтобы отражать видимый свет вперед, позволяя невидимому инфракрасному свету выходить из задней части прибора. Такое расположение обеспечивает интенсивное освещение с меньшим нагревом освещаемого объекта. Многие кварцево-галогенные лампы имеют для этой цели встроенный дихроичный отражатель , изначально предназначенный для использования в слайд-проекторах, чтобы избежать плавления слайдов, но теперь широко используются для внутреннего домашнего и коммерческого освещения. Это улучшает белизну, удаляя излишки красного цвета; тем не менее, он представляет серьезную опасность возгорания при использовании в встраиваемых или закрытых светильниках , поскольку позволяет использовать инфракрасный свет.излучение в эти светильники. Для этих целей необходимо использовать лампы без холодного луча ( ALU или Silverback ).

Теория [ править ]

Дихроичные фильтры используют принцип тонкопленочной интерференции и воспроизводят цвета так же, как масляные пленки на воде. Когда свет падает на масляную пленку под углом, часть света отражается от верхней поверхности масла, а часть отражается от нижней поверхности, где он контактирует с водой. Поскольку свет, отражающийся от дна, проходит немного более длинный путь, некоторые длины световых волн усиливаются этой задержкой, в то время как другие имеют тенденцию подавляться, создавая видимые цвета.

В дихроичном зеркале или фильтре вместо использования масляной пленки для создания интерференции на стеклянной подложке создаются чередующиеся слои оптических покрытий с разными показателями преломления . Границы раздела между слоями с разным показателем преломления создают фазированные отражения, выборочно усиливая определенные длины волн света и препятствуя другим длинам волн. Слои обычно добавляются методом вакуумного напыления . Путь регулирования толщины и количества слоев, на частоте в полосе пропусканияФильтр можно настроить и сделать как можно более широким или узким. Поскольку нежелательные длины волн отражаются, а не поглощаются, дихроичные фильтры не поглощают эту нежелательную энергию во время работы и поэтому не нагреваются до такой степени, как эквивалентный традиционный фильтр (который пытается поглощать всю энергию, кроме энергии в полосе пропускания). (См. Математическое описание эффекта в интерферометре Фабри-Перо .)

Там, где белый свет намеренно разделяется на различные цветовые полосы (например, в цветном видеопроекторе или цветной телевизионной камере ), вместо него используется аналогичная дихроичная призма . Однако для камер сейчас более распространено использование матрицы абсорбционных фильтров для фильтрации отдельных пикселей на одной матрице ПЗС.

Приложения [ править ]

IEC 60598 - символ без холодного луча

Встраиваемые или закрытые светильники, которые не подходят для использования с дихроичными отражателями, могут быть идентифицированы знаком IEC 60598 «Нет холодного луча».

Во флуоресцентной микроскопии дихроичные фильтры используются в качестве светоделителей, чтобы направить освещение с частотой возбуждения на образец, а затем на анализатор, чтобы отклонить ту же частоту возбуждения, но пропустить определенную частоту излучения.

В некоторых ЖК-проекторах вместо призм используются дихроичные фильтры для разделения белого света от лампы на три цвета перед прохождением его через три ЖК-дисплея.

Шестисегментное дихроичное цветовое колесо от DLP-проектора. Сегменты передают красный, зеленый и синий цвета и, следовательно, отражают голубой, пурпурный и желтый цвета.

Старые DLP- проекторы обычно передают источник белого света через цветовое колесо, которое использует дихроичные фильтры для быстрого переключения цветов, передаваемых через (монохромное) цифровое микрозеркальное устройство . В более новых проекторах могут использоваться лазерные или светодиодные источники света для прямого излучения световых волн желаемой длины.

Они используются в качестве лазерных разделителей гармоник . Они разделяют различные гармонические составляющие лазерных систем с удвоенной частотой посредством избирательного спектрального отражения и пропускания.

Дихроичные фильтры также используются для создания гобо для мощных осветительных приборов. Снимки создаются путем наложения до четырех цветных дихроичных фильтров.

Цветные головки фотоувеличителей используют дихроичные фильтры для настройки цветового баланса отпечатка.

Преимущества [ править ]

Дихроичные фильтры имеют гораздо больший срок службы, чем обычные фильтры; цвет является неотъемлемой частью конструкции твердых микроскопических слоев и не может «обесцвечиваться» в течение срока службы фильтра (в отличие, например, от гелевых фильтров). Они могут быть изготовлены так, чтобы пропускать любую частоту полосы пропускания и блокировать выбранное количество частот полосы задерживания . Поскольку свет в полосе задерживания скорее отражается, чем поглощается, дихроичный фильтр нагревается намного меньше, чем с обычными фильтрами. Дихроики способны обеспечить чрезвычайно высокий порог лазерного повреждения и используются для всех зеркал самого мощного в мире лазера - National Ignition Facility .

Другое использование [ править ]

Иногда изготавливаются художественные украшения из стекла, которые действуют как дихроичный фильтр. Поскольку длина волны света, выбираемая фильтром, изменяется в зависимости от угла падения света, такие украшения часто имеют переливающийся эффект, изменяя цвет при качании (например) серег . Еще одно интересное применение дихроичных фильтров - пространственная фильтрация . [2]

Используя технологию, лицензированную Infitec , Dolby Labs использует дихроичные фильтры для просмотра 3D- фильмов. Левая линза очков Dolby 3D передает определенные узкие полосы красных, зеленых и синих частот, а правая линза передает другой набор красных, зеленых и синих частот. Проектор использует соответствующие фильтры для отображения изображений, предназначенных для левого и правого глаза. [3]

Дихроичные фильтры с длинным проходом, применяемые к обычному освещению, могут предотвратить привлечение насекомых. В некоторых случаях такие фильтры могут предотвратить привлечение других диких животных, уменьшая негативное воздействие на окружающую среду. [4]

См. Также [ править ]

  • Цветной гель
  • Диэлектрическое зеркало
  • Фильтр (оптика)
  • Голографический универсальный диск
  • Тонкопленочная оптика

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Копенгагенский оперный театр" . Архивировано из оригинала на 2009-05-10 . Проверено 4 сентября 2009 .
  2. ^ Письма об оптике
  3. ^ Шенкленд, Стивен (2007-10-09). «Dolby делает ставку на 3D Movie Tech» . CNET . CBS Interactive . Архивировано из оригинала на 2012-02-24 . Проверено 8 декабря 2016 .
  4. ^ Witherington, Blair E .; Мартин, Р. Эрик (2003). «Понимание, оценка и решение проблем светового загрязнения на пляжах, где гнездятся морские черепахи» (PDF) . Технический отчет TR-2 Флоридского института морских исследований (3-е изд.). Комиссия по охране рыб и дикой природы Флориды: 23. ISSN 1092-194X .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Маклауд, Х. Ангус (2010). Тонкопленочные оптические фильтры (4-е изд.). Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1420073027.
  • Морено, Иван; Araiza, JJ; Авендано-Алехо, М. (2005). «Тонкопленочные пространственные фильтры». Письма об оптике . 30 (8): 914–6. Bibcode : 2005OptL ... 30..914M . DOI : 10.1364 / OL.30.000914 . PMID  15865397 .