长波通滤光片是如何反射短波的?

2024-08-03 派大莘

我们都知道长波通滤光片是用于反射短波允许长波光通过的光学滤光片,常用于各种光学美容仪以及光子嫩肤仪器中,通过不同波长促进皮肤的代谢,焕发皮肤的光彩,比如IPL强脉冲光子美容,常见的波段如530nm:祛斑、560nm:美白嫩肤、580nm:祛红血丝510nm/640nm/690nm:脱毛等。那么对于长波通滤光片而言,它是如何反射短波光的呢?下面我们就为大家简单介绍!


 长波通滤光片是如何反射短波的?


具体来说,长波通滤光片的前表面(或入射面)可能会采用不同膜层来反射短波。

1. 高反射膜(High Reflective, HR):这种膜层对短波段的反射率非常高,可以达到99.9%以上。它通过将短波长的光波在多层膜中引发相消干涉,从而有效地将这些光波反射回去,阻止它们进入滤光片内部。

2.多层介质膜组合:除了单一的高反射膜外,长波通滤光片还可能采用多层介质膜的组合来实现更宽的光谱范围和更高的反射效率。这些膜层通常由不同折射率和厚度的材料交替堆叠而成,通过精确控制每一层的参数,可以实现对短波段的宽带反射。

在后表面(或出射面),长波通滤光片通常会镀制抗反射膜(Anti-Reflective, AR)来减少对长波段的反射损耗。这种膜层对长波波段的反射率非常低,可以低至0.25%以下,从而确保长波光波能够高效地透过滤光片。

 法布里-珀罗干涉效应

(图源网络,侵删)


多层介质膜组合在长波通滤光片的干涉效应 

法布里-珀罗干涉效应是一种基于多光束干涉的原理,它发生在两块平行的高反射率表面(或镀膜层)之间。当光线在这些表面之间多次反射时,会形成多光束干涉,导致透射光和反射光的光谱特性发生变化。这种效应在光学滤光片的设计中得到了广泛应用。


在长波通滤光片中,多层介质膜组合通过精确控制每一层的厚度和折射率,使得短波长的光波在多层膜中发生相消干涉,从而被反射或吸收;而长波长的光波则发生相长干涉,能够透过膜层。这种光谱分割的特性正是基于法布里-珀罗干涉效应实现的。


具体来说,多层介质膜组合中的每一层都相当于一个法布里-珀罗腔,光线在层与层之间多次反射和透射,形成多光束干涉。通过调整膜层的厚度和折射率,可以精确控制干涉效应的发生,使得特定波长的光波在多层膜中发生相消干涉或相长干涉,从而实现滤光片的光谱特性。


 滤光片

(图源网络,侵删)

干涉膜滤波

干涉膜滤波是指由两种折射率大小不等的介质膜交替叠加而成。其厚度为1/4波长,通过介质膜的不同选择构成长波通、短波通和带通滤波器。高折射率层反射的光线其相位不会偏移,低折射率层反射的光线其相位偏移180度。通过每层薄膜界面上多次反射和透射光的线性叠加,当光程差等于光波长时,或是同相位时,多次透射光就会发生干涉,同相加强,形成强的透射光波,而反相光波相互抵消。通过适当设计多层介质膜系统,就可得到滤波性能良好的滤光片

 

综上所述,长波通滤光片为了反射短波并允许长波通过,通常需要在其前表面镀制高反射膜或多层介质膜组合,并在后表面镀制抗反射膜。这些膜层的设计和制备需要高度精确的控制,以确保滤光片具有优异的光谱特性和性能表现。

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