مرشح تمرير النطاق

نظرة عامة على مرشح تمرير النطاق

يُطلق على المرشح الذي يحتوي المنحنى الطيفي المميز على مناطق حجب على جانبي نطاق الإرسال اسم مرشح تمرير النطاق. مرشحات تمرير النطاق هي فئة مهمة من مكونات الطبقة الرقيقة الضوئية ، يتم تطبيقها على نطاق واسع في مجالات مثل الكيمياء ، والتحليل الطيفي ، والليزر ، والفيزياء الفلكيه ، والاتصالات من الألياف البصرية ، والبيولوجيا

تُظهر فلاتر تمرير النطاق المُعدة باستخدام مبادئ التداخل الضوئي منطقة إرسال بالقرب من طول موجي محدد في المنحنى الطيفي ، والمعروفة باسم نطاق المرور ، تحيط بها مناطق الحظر. بالإضافة إلى ذلك ، قد توجد أشرطة نقل جانبية (أشرطة نقل طفيلية) حول مناطق الحظر ، والتي يتم التخلص منها عادة باستخدام الزجاج الملون أو غشاء الامتصاص أو فلاتر حجب

مواصفات مرشح تمرير النطاق

الطول الموجي المركزي (cws): الطول الموجي لذروة انتقال مرشح ممر النطاق ، يقاس بالنانومتر (نانومتر) ، يحدد نقطة منتصف نطاق المرور. إنه أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب اختيار دقيق للطول الموجي.

عرض النطاق الترددي (FWHM): نطاق الطول الموجي الذي ينقل الفلتر خلاله الضوء بشكل فعال ، يقاس على أنه العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) لمنحنى النقل. مرشحات ضيقة النطاق (

النفاذية: النسبة المئوية للضوء الحادث ينتقل من خلال مرشح داخل نطاق مروره. النفاذية العالية (على سبيل المثال ، من الضروري تقليل فقد الطاقة في تطبيقات مثل الاتصالات البصرية أو التصوير.

منحدر الحافة (منحدر انتقالي): انحدار الانتقال بين نطاق المرور ومناطق الحظر. يزيد الميل الانحداري e.g ، من ، إلى (خطي) ، الرفض خارج النطاق ، وهو أمر ضروري لكبح الأطوال الموجية غير المرغوب فيها.

التشويه الأمامي للموجة: انحرافات الطور التي أدخلها المرشح ، مما تسبب في انحرافات في واجهة الموجة للضوء المرسل. يعمل التشويه الزائد على تحلل دقة التصوير وجودة الحزمة ، خاصة في الأنظمة عالية الدقة مثل مقاييس التداخل.

تشتت لوني: اختلافات مؤشر الانكسار المعتمد على الطول الموجي في مادة المرشح ، مما يؤدي إلى الفصل الطيفي (على سبيل المثال ، تهذيب اللون). يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدهور الأداء البصري في الأنظمة الحساسة للتركيز المعتمد على الطول الموجي ، مثل الفحص المجهري أو أنظمة الليزر.

تطبيقات مرشح تمرير النطاق

يتم تطبيق فلاتر تمرير النطاق عالية الأداء في التصوير الفلوري.

يتكون المجهر الفلوري من المكونات الرئيسية مثل مصدر الضوء ونظام التصفية والنظام البصري. الشكل أدناه هو رسم تخطيطي للعناصر البصرية في نظام التصفية. يصدر مصدر الضوء ضوءًا عالي الطاقة ، والذي ، بعد المرور عبر مرشح الإثارة ، يخرج ضوءًا بطول موجي محدد. ثم ينعكس هذا الضوء بواسطة مرآة ثنائية النوى على العينة. عند التعرض للضوء عالي الطاقة بطول موجي معين ، تنبعث العينة الفلورية ، الذي يمر أولاً عبر مرآة ثنائية الهروين ومن ثم عبر مرشح الانبعاثات قبل ملاحظته بواسطة العين البشرية أو التقاطه بواسطة الكاميرا.

يعمل مرشح انبعاث لعمق القطع العالي على عزل مصدر ضوء الإثارة من إشارة الفلورسنت ، مما يمنع التداخل ويطغى على إشارة الفلورسنت بواسطة ضوء الإثارة. حتى عندما تكون إشارة الفلورسنت أضعف بكثير من شدة ضوء الإثارة ، فلا يزال من الممكن ملاحظتها بوضوح. يعتمد اختيار مرشح الإثارة وفلتر الانبعاثات على طول الموجة الإثارة والإشارة الفلورية للعينة. بالنسبة للعينات التي لا يمكن أن تكون متحمسة لإصدار الفلورة ، يجب استخدام مسابير الفلورسنت لوضع العلامات قبل الملاحظة التجريبية اللاحقة.

يتم تطبيق فلاتر تمرير النطاق عالية الأداء في دمج شعاع متعدد الطول.

عند استخدامها بالاقتران مع المرايا وعاكسات ثنائية الهروين ، فإنها تمكن من دمج شعاع الليزر. فلاتر ومرايا ثنائي كروي يجب أن تكون حذرةتم اختيار y بناءً على متطلبات محددة لتقليل التداخل بين القنوات المجاورة.

الفرق بين فلاتر تمرير النطاق الترددي والمرشحات الضيقة

تسمح كل من مرشحات تمرير النطاق الترددي ومرشحات النطاق الضيق بمرور الإشارات الضوئية ضمن نطاق طول موجي محدد مع حجب الإشارات خارج هذا النطاق. تحتوي فلاتر تمرير النطاق الترددي بشكل عام على نطاق تمرير واسع نسبيًا ، مع عرض نصف نطاق نموذجي يتجاوز 40 نانومتر. مرشحات النطاق الضيق ، من ناحية أخرى ، هي مجموعة فرعية من مرشحات تمرير النطاق الترددي وتتشارك نفس التعريف: فهي تسمح لإشارات الضوء بالمرور ضمن نطاق طول موجي محدد وتحجب الإشارات خارج هذا النطاق. ومع ذلك ، تتميز فلاتر النطاق الضيق بعرض النطاق الترددي الضيق.

تتميز فلاتر النطاق الضيق في المقام الأول باستخدام تقنية طلاء الأغشية الصلبة العازلة بالكامل ومبدأ التداخل العازل. فهي تعزز خصائص الفلاتر ذات النطاق الضيق مع ضمان أن أدائها البصري مستقل عن سمك الركيزة. وهذا يجعل مرشحات النطاق الضيق أكثر ملاءمة للاندماج في أنظمة التصوير من الأجهزة ، وبالتالي تحسين أدائها البصري وتمكين تطبيقها الفعال. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم فلاتر النطاق الضيق مواد ركيزة بصرية خاصة لمعالجة مشكلات مثل حساسية القالب وعدم الاستقرار في الأداء البصري المرتبط بالزجاج المركب التقليدي من نوع الامتصاص. يتم تصنيع المنتجات وفقًا لمتطلبات العملاء المحددة.