Принцип действия длинноволнового фильтра действительно основан на интерференционном эффекте многослойной диэлектрической мембраны, основным механизмом которой является точное проектирование многослойной диэлектрической мембраны, использование отражения и интерференции световых волн между мембранами для достижения фотоселективного пропускания в определенном диапазоне длин волн при отражении или поглощении света на других длинах волн. Ниже приводится подробное описание конкретных принципов и способов реализации:

Физические основы интерференционных эффектов длинноволновых фильтров:

Интерферометрические условия световых волн

Когда световые волны распространяются в многослойной диэлектрической мембране, они отражаются и пропускаются на границе мембраны с различными коэффициентами преломления. Из - за существования разности световых расстояний между отраженными световыми волнами возникает интерференция длины фазы (усиление) или интерференция фазового гашения (ослабление). Фильтр регулирует толщину и скорость преломления мембраны, так что свет определенной длины волны (длинноволновой волны) удовлетворяет условиям интерференции фазы, тем самым эффективно пропуская; В то время как коротковолновый свет отражается или поглощается интерференцией фазового затухания.

2. Зональный эффект Фабри - Перо *

Многоуровневую диэлектрическую пленку можно рассматривать как наложение нескольких полостей Фабри - Перо. Каждая полость состоит из слоя с высокой скоростью преломления и слоя с низкой скоростью преломления, а свет многократно отражается в полости, образуя многолучевую интерференцию. Регулируя толщину полости и скорость преломления мембраны, можно точно контролировать диапазон длин волн пропускаемого света для достижения характеристик длинного волнового потока.

Конструкция и реализация многослойной диэлектрической пленки длинноволнового фильтра:

1. Выбор мембранного материала

Материалы с высоким коэффициентом преломления: например, сульфид цинка, диоксид титана, используемые для повышения эффективности отражения.

Материалы с низким коэффициентом преломления: например, диоксид кремния, фторид магния, используемые для формирования разности световых расстояний.

Благодаря чередованию материалов с высокой и низкой скоростью преломления создаются интерференционные условия.

2. Контроль толщины мембраны

Толщина каждой мембраны обычно рассчитана на 1 / 4 длины волны цели (λ / 4), чтобы гарантировать, что свет производит разность фаз π при отражении на границе мембраны, что оптимизирует интерференционный эффект.

3. Последствия суперпозиции многослойных мембран

Увеличивая количество диафрагмы (например, десятки или даже сотни слоев), можно значительно увеличить глубину отсечения фильтра (альбедо коротковолнового света) и пропускную способность (проникновение длинноволнового света).

Конкретная роль длинноволновых фильтров:

1. Спектральное разделение

Разрешается пропускание света (длинных волн) с длиной волны, превышающей длину волны отсечения, при отражении или поглощении света (коротких волн) с длиной волны меньше длины волны отсечения. Например, в флуоресцентной микроскопии фильтр блокирует ударное свечение (коротковолновое), позволяя пропускать только флуоресцентные сигналы (длинные волны), тем самым повышая контрастность изображения.

2. Конструкция против отражения и высокого отражения

Передняя поверхность: покрыта высокоотражающей пленкой или многослойной диэлектрической пленкой, отражающей коротковолновый свет.

Задняя поверхность: покрытие антиотражающей пленкой (AR - пленкой), чтобы уменьшить потери отражения длинноволнового света, чтобы обеспечить высокоэффективное пропускание длинноволнового света.

3. Экологическая адаптивная оптимизация

Благодаря уплотнению и выбору мембранного материала (например, материала с низким коэффициентом теплового расширения) уменьшается влияние изменения температуры и влажности на характеристики фильтра, обеспечивая его стабильность в суровых условиях.