RP 系列激光分析設計軟件 | 光學濾波片



光學濾波片



光學濾波片通常是指波長相關(實際上頻率相關)的透射或反射元件,盡管也有光學濾波片是偏振或空間分布相關,或者提供均勻的衰減。波長相關性特別弱的濾光被稱為中性密度濾光片。

濾光片的類型


基于不同的物理原理,有許多不同類型的濾光片:

吸收濾光片

吸光型玻璃濾光片、染料濾光片和彩色濾光片是基于某些材料(例如玻璃、聚合物材料或半導體)的固有或非固有波長相關吸收。例如,可以利用半導體固有短波長吸收,或者由某些離子雜質或玻璃中的半導體納米顆粒引起的非固有吸收。由于吸收的光被轉化為熱量,因此這類濾光片通常不適用于高功率光輻射。

干涉濾光片

很多濾光片都是基于干涉效應,并結合在傳播過程中波長相關的相移。這種濾光被稱為干涉濾光片表現(xiàn)出隨波長變化的反射率和透射率,被過濾掉的光可以傳輸?shù)侥?/span>承受較高的光功率的束流收集器。

介質膜濾光片是干涉濾光片的一種重要類型,這種涂層用于介質鏡(包括二向色鏡),也用于薄膜偏振器,以及偏振和非偏振分光鏡。通過薄膜設計,可以實現(xiàn)邊緣濾波器、低通、高通和帶通濾波器、陷波濾波器等。

光纖布拉格光柵和其他光學布拉格光柵(如體布拉格光柵)也采用了相同的物理原理。

除了階躍折射率結構,還有梯度折射率濾波器,稱為梳狀濾波器。這種方法可以制造高質量的陷波濾波器。

法布里-珀羅干涉儀、校準儀和陣列波導光柵也是基于干涉效應,但有時利用的光程差比單片設備大得多。因此,它們可以具有更清晰的光譜特征。

Lyot 濾波器

Lyot 濾波器基于波長相關的偏振變化。類似裝置在可調諧激光器中用作雙折射調諧器。

折射和衍射濾光器

其他濾光器基于棱鏡(或棱鏡對)中隨波長變化的折射或在光柵上隨波長變化的衍射,并與孔徑相結合。

聲光濾波器

有一種聲光可調諧濾波器,它利用了聲波的布拉格反射,只在狹窄頻率范圍內起作用。

可調諧濾光片


大多數(shù)類型的濾光片都具有固定的光學特性,但是有一些類型是可調諧的,即它們的光學特性可以被主動修改。例如:

  • 光學諧振器的諧振可以通過壓電控制鏡修改諧振器的長度來調諧。這樣,可以調整光傳輸峰值。

  • 校準儀可以簡單的傾斜來改變它們的傳輸峰值。

  • 聲光濾波器可以通過電輸入來調諧,這可以影響所產(chǎn)生聲波的振幅或頻率。參見聲光可調濾波器一文。

  • 可以使用液晶調制器的原理。

不同的濾波器形狀


關于傳輸曲線的形狀,有:

  • 僅傳輸特定波長范圍的帶通濾波器

  • 陷波濾波器,濾除某一波長范圍的光,例如通過反射

  • 邊緣濾波器,僅傳輸高于或低于某一特定值的波長(高通和低通濾波器)

當然,也可以實現(xiàn)多種形狀的濾波器,尤其是干涉濾波器。


RP 系列激光分析設計軟件 | 光學濾波片的圖1

圖1:980納米以下具有高透射率,在1030納米以上具有高反射率的介質邊緣濾波器的波長相關反射率。從分析公式設計開始,性能已經(jīng)在數(shù)值上進一步優(yōu)化(使用軟件 RP Coating)。

這種濾波器可以用于將泵浦光注入激光器的摻鐿晶體。


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