Продукция>>Оптические Покрытия>>Оптические фильтры
Оптические фильтры — производство интерференционных, дихроичных и нейтральных фильтров по техзаданию
Алкор Текнолоджиз проектирует и производит оптические фильтры для спектрального диапазона от 300 нм до 12 мкм по индивидуальным спецификациям заказчика. Полосовые, узкополосные, длинноволновые и коротковолновые отрезающие, дихроичные, нейтральные (ND) и поляризационные фильтры — для промышленности, медицины, газового анализа, спектроскопии и научных исследований. Подложки: германий, кремний, сапфир, кварц и другие ИК-материалы.
Пришлите техзадание с указанием CWL, FWHM и требуемого диапазона блокировки — подготовим КП с параметрами и ценой в течение 24 часов.
Отдел продаж: sales@alkor.net.
Оптический фильтр — компонент, который избирательно пропускает излучение одних длин волн и блокирует (поглощает или отражает) другие. В отличие от окрашенного стекла, которое работает за счёт поглощения, интерференционные фильтры используют многослойные диэлектрические покрытия: тонкие слои с разными показателями преломления, напылённые в вакууме, создают конструктивную или деструктивную интерференцию для конкретных длин волн.
Это даёт два ключевых преимущества перед абсорбционными аналогами:
Не нагреваются. Интерференционные фильтры почти не поглощают энергию — непропускаемый свет отражается, а не превращается в тепло. Абсорбционный фильтр частично поглощает поток, нагреваясь и в итоге разрушаясь. Поэтому интерференционные фильтры применимы с мощными источниками излучения.
Крутые границы фильтра и высокое пропускание. Узкополосные интерференционные фильтры характеризуются более крутыми границами спектральной кривой и быстрым переходом от поглощения к пропусканию. Это обеспечивает точную спектральную селекцию — критично для газоанализаторов, спектрометров и лазерных систем.
Типы оптических фильтров
На предприятии изготавливаются следующие типы оптических фильтров для спектрального диапазона от 300нм до 12 мкм:
Коротковолновые отрезающие фильтры (Shortpass, SP / LWP)
Пропускают излучение с длинами волн короче граничной и блокируют длинноволновое излучение. Применяются для подавления длинноволнового фона, выделения гармоник лазерного излучения, в спектроскопии комбинационного рассеяния (Raman) для подавления возбуждающей линии.
Длинноволновые отрезающие фильтры (Longpass, LP / SWP)
Пропускают излучение с длинами волн длиннее граничной и блокируют коротковолновое. Используются для выделения флуоресценции в присутствии возбуждающего излучения, в ИК-системах для отсечения видимого фона, в газоанализаторах для выделения рабочего ИК-диапазона.
-
Узкополосные оптические фильтры
Разновидность полосовых с минимальной шириной полосы. Узкополосные светофильтры пропускают только определённый диапазон длин волн, чаще всего используются для уменьшения шумов в лазерных оптических системах через подавление всех спектральных компонентов, кроме основного. Минимальная достижимая ширина полосы в видимом диапазоне — 5–10 нм. Применяются в флуоресцентной микроскопии, дистанционном зондировании, астрономии.
Узкополосные оптические фильтры
Полосовые оптические фильтры
Пропускают излучение в заданном спектральном интервале и блокируют всё за его пределами. Ширина полосы пропускания варьируется от узкой (FWHM 5–50 нм)в видимой области до широкой (200 нм и более) в ИК области. Применяются для выделения линии лазера в фоне широкополосного излучения, в тепловизионных системах, газоанализаторах и медицинской диагностике.
Изготавливаем полосовые фильтры для длин волн лазеров, а также на различные диапазоны в MWIR и LWIR области на подложках из кремния и германия. Например, 3-5мкм и 8-12мкм.
Полосовой оптический фильтр на подложке из кремния
Полосовой оптический фильтр на подложке из германия
Дихроичные фильтры
Работают под углом к оси пучка (как правило 45°), разделяя излучение на два пространственно разделённых потока: отражённый и проходящий. Дихроичные фильтры, рассчитанные на угол падения 45°, позволяют разделить полосы отражения и пропускания в пространстве и широко используются в различных оптических системах и лабораторных оптических трактах. Применяются в флуоресцентных микроскопах, лазерных комбайнерах, системах многоцветной визуализации, RGB-системах освещения. Изготавливаем дихроичные фильтры на конкретные длины волн с пропусканием и отражением по заданному техническому заданию.
Нейтральные фильтры (Neutral Density, ND)
Равномерно ослабляют интенсивность излучения во всём рабочем диапазоне без изменения спектрального состава. Оптическая плотность (OD) задаётся от 0.1 до 4.0 и выше. В отличие от фотографических ND-фильтров, промышленные оптические ND-фильтры применяются в калибровочных системах, лазерных стендах, фотометрии и измерительных приборах — где требуется точно заданное ослабление без спектральных искажений. Изготавливаем на подложках К8, кварц, CaF2 с точно контролируемым OD по спецификации.
Поляризационные фильтры
Пропускают излучение с определённой плоскостью поляризации. Применяются в поляриметрии, измерении двулучепреломления, лазерных системах с поляризационной селекцией. Изготавливаем из оптического стекла и кристаллических материалов по чертежам заказчика.
Материалы подложек: как выбрать правильную
| Подложка | Рабочий диапазон | Типичное применение |
|---|---|---|
| K8 / N-BK7 | 350 нм — 2 мкм | Видимый, ближний ИК |
| Кварц КУ-1 | 185 нм — 2.5 мкм | УФ, видимый, ближний ИК |
| Сапфир | 170 нм — 5.5 мкм | УФ, видимый, MWIR |
| CaF2 | 180 нм — 8 мкм | Широкий УФ–ИК диапазон |
| Кремний (Si) | 1.2 — 8 мкм | MWIR (3–5 мкм), низкий вес |
| Германий (Ge) | 2 — 14 мкм | MWIR + LWIR (8–12 мкм) |
Для отрезания фонового излучения используются подложки из цветных оптических стёкол и кристаллических оптических материалов. В ряде задач комбинирование подложки из цветного стекла с интерференционным покрытием обеспечивает более глубокую блокировку, чем одно покрытие.
Области применения оптических фильтров
- Лазерные системы
Узкополосные фильтры для выделения длин волн лазеров: 1064 нм (Nd:YAG), 1310 нм и 1550 нм (телекоммуникационные лазеры), 532 нм (вторая гармоника), 405 нм (УФ диоды). Применяются для подавления фонового излучения в лазерных дальномерах, лидарах, системах связи и диагностике.
- Тепловизоры и FLIR-системы
Полосовые фильтры на диапазоны 3–5 мкм (первое атмосферное окно, MWIR) и 8–12 мкм (второе атмосферное окно, LWIR) для тепловизионной аппаратуры. Подложки: кремний для 3–5 мкм, германий для 8–12 мкм. Широкополосные просветляющие покрытия снижают потери на отражение и повышают чувствительность детектора.
- Газоанализаторы и датчики газа
Принцип работы большинства ИК-газоанализаторов — недисперсионное инфракрасное поглощение (NDIR): источник ИК-излучения, оптический фильтр, выделяющий полосу поглощения конкретного газа, и детектор. Оптический датчик газоанализатора основан на избирательном поглощении инфракрасного излучения молекулами углеводородов в области длин волн 3.3–3.4 мкм.
Мы производим полосовые ИК-фильтры для выделения характеристических полос поглощения газов: — CO₂ — 4.26 мкм (основная полоса), 4.3 мкм — CH₄ (метан) — 3.31 мкм, 7.66 мкм — CO (угарный газ) — 4.67 мкм — NOx — 5.3–6.2 мкм — H₂O (пары) — 2.7 мкм, 6.27 мкм — углеводороды (HC) — 3.3–3.4 мкм — CO₂ (пожарные извещатели) — 4.28 мкм (линия горячего CO₂) Подложки: кремний (3–5 мкм), германий (8–14 мкм). Покрытия методом электронно-лучевого испарения в вакууме.
- Спектроскопия и аналитическое оборудование
Узкополосные и полосовые фильтры для спектрометров и аналитических приборов. Фильтры для спектроскопии комбинационного рассеяния (Raman) — коротковолновые отрезающие (notch-фильтры) для подавления возбуждающей линии лазера при детектировании слабого рамановского сигнала. Широкополосные фильтры для FTIR-спектрометрии.
- Медицина и биофотоника
Узкополосные фильтры для флуоресцентной микроскопии — выделение полос возбуждения и эмиссии флуорофоров (FITC, DAPI, TRITC, Cy3, Cy5 и другие). Дихроичные светоделители для многоцветных систем визуализации. Фильтры для фотодинамической терапии и дерматологических лазерных систем.
- Метеорология, экология и системы безопасности
Фильтры для приборов экологического мониторинга атмосферы, метеорологических лидаров, датчиков дыма и пламени. Системы обнаружения пожара и взрыва — полосовые фильтры для выделения излучения горящих веществ (CO₂ при 4.28 мкм как маркер горения).
В качестве подложек для изготовления фильтров может быть использован германий, кремний, сапфир, кварцевое стекло и другие материалы.
Технические возможности производства
| Параметр | Видимый/NIR | ИК (2–12 мкм) |
|---|---|---|
| Минимальный FWHM | 5–10 нм | ~200 нм |
| Максимальное пропускание Tmax | ≥85% | ≥80% |
| Глубина блокировки | T<0.1% (OD3) | T<1% (OD2) |
| Допуск по CWL | ±1–2 нм | ±0.05 мкм |
| Спектральный диапазон | 300 нм — 2 мкм | 2 — 12 мкм |
| Материалы подложек | K8, кварц, CaF2, сапфир | Si, Ge, ZnSe |
| Форма | круглая, прямоугольная | круглая, прямоугольная |
| Размеры | от 4 мм до 50 мм | от 4 мм до 50 мм |
Технология нанесения покрытий: электронно-лучевое испарение в вакууме с ионным ассистированием. Это обеспечивает высокую механическую адгезию покрытия, стабильность параметров и возможность работы при повышенных температурах и в условиях влажности.
Как правильно составить техническое задание на фильтр
Чем точнее сформулировано техзадание — тем быстрее вы получите КП и тем точнее будет соответствие фильтра вашей задаче. В спецификации необходимо указать:
- Центральная длина волны (CWL) – длина волны, соответствующая середине полосы пропускания.
- Максимум пропускания (Tmax) – максимальное значение Т в полосе пропускания.
- Ширина полосы пропускания (FWHM) – соответствует ширине полосы пропускания на уровне равном половине максимального пропускания.
- Зона блокировки – диапазон длин волн, на котором фильтр имеет низкое пропускание: T<1%, T<0.1% (OD) в зависимости от задачи.
Дополнительные параметры (если определены):
- Форма и размеры подложки (диаметр, прямоугольник)
- Угол падения (нормаль или 45° для дихроичных)
- Рабочая температура
- Требования к механической стойкости покрытия
- Количество и периодичность поставки
Если часть параметров не определена — наши специалисты помогут подобрать оптимальную конфигурацию исходя из применения.
Требования на спектральные характеристики светофильтра определяются из условий выполняемой задачи/применения. Возможно изготовление полосовых фильтров на видимый, и ближний и дальний ИК диапазоны.
Заказать оптические фильтры по техзаданию
Пришлите техзадание на sales@alkor.net с указанием CWL, FWHM, зоны блокировки и количества. Если параметры не определены — опишите задачу (тип прибора, измеряемый газ, применение) — специалисты подберут оптимальные характеристики фильтра.
