Thorlabs技术文章—带通滤光片教程

▍硬膜带通滤光片结构

通过在基底表面上沉积材料层可构建带通滤光片。对于我们的硬膜带通滤光片，由介电间隔层分隔的介质膜堆构成了薄滤光膜堆。每个介质膜堆由大量高、低折射率交替的材料层组成。介质膜堆中每层膜的厚度为λ/4，其中λ为带通滤光片的中心波长(即滤光片最大透过率的波长)。间隔层位于介质膜堆之间，厚度为(nλ)/2，其中n为整数。间隔层夹在两个介质膜堆之间，形成一个法布里-珀罗腔。为了提供保护和方便操作，滤光片安装在刻有标记的金属环中。

▍滤光片工作概述

满足法布里-珀罗腔的相长干涉条件时，中心波长及其两侧很小波长范围内的光能高效透过滤光片，而通带外的光由于满足相消条件而无法透过 。但是，中心波长两侧被截止的带宽较小。为了增加滤光片的截止带宽，可在间隔层或基底上使用宽带截止涂层材料。尽管这些材料能有效地截止通带外的入射光，但是也会减小通带范围内的透过率。

▍滤光片方向

原理图中的层数不是实际硬膜带通滤光片的层数，原理图也未按实际比例绘制。

滤光片边缘所刻箭头指示光通过滤光片透射的推荐方向。将镀膜面朝向光源可减少不必要的散射，并将反射回光源的反射降至最低。但是，反向使用滤光片不会明显影响滤光片的性能。下图为滤光片在低强度宽带光照明下所测量的透过率和波长的关系曲线。图中可看出，入射方向对滤光片透射强度和光谱的影响很小。正向和反向的透射曲线之间有极小的偏差，这可能是因为在滤光片移动、翻转和更换时导致了极小的入射角度偏差。

滤光片应以准直光正入射其表面。如果使用非准直光或者光没有正入射在滤光片表面，中心波长(透射率峰值对应的波长)将向短波长方向偏移，而且透射范围(通带)的形状也改变。细微地改变入射角能在很小的范围内调谐滤光片通带。入射角度改变较大时，中心波长偏移也更大，而且还通带形状也会明显畸变，更重要的是，这样还会明显降低通带的透过率。

▍滤光片温度

通过改变滤光片的温度，可以稍微调整滤光片的中心波长(约为滤光片工作范围内1 nm)。这主要是由于材料层的轻微热膨胀或收缩。

此图显示通过FBH800-10优质带通滤光片和FBH800-40优质带通滤光片的正向(实线)和反向(虚线)透过率。实线和虚线的近完美重叠表明，通过滤光片的透射方向对通过滤光片的光强和光谱几乎没有影响。

此图显示以多种入射角(AOI)通过FBH800-10优质带通滤光片的透过率。