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Optische Filter

Optische Filter sind Elemente mit spezifischen spektralen Transmissions-Charakteristika. Sie werden verwendet, um die Eigenschaften einer Lichtquelle zu verändern oder unerwünschte Wellenlängen des Lichtes zu blockieren.

Optische Filter werden unterschieden zwischen Absorptionsfiltern (Farbfiltern) und dielektrischen Filtern (Interferenzfiltern).

Physikalisches PrinzipPreisLeistungsver-träglichkeitWinkel-abhängigkeitDickeFunktions-störungReflexionRoHS-Konform
AbsorptiongeringErwärmung aufgrund von Absorption: kann bei hoher Leistung brechenGeringe Winkel-abhängigkeitGrad der Sperrung ist abhängig von der Dicke. Typ. 2-3mmKann bei Einsatz unter UV-Licht fluoreszierengeringViele Glassorten sind strenggenommen nicht RoHS-konform, sind aber offiziell von der RoHS ausgenommen
Dielektrischhoch bei geringen Mengen, niedrig bis mittel bei hohen MengenWidersteht hoher optischer Leistung aufgrund geringer AbsorptionSpektralkurve verschiebt sich Richtung blau, wenn der Einfallswinkel erhöht wirdSehr geringe Dicke möglich, z.B. o,5mmneingering im Transmissions-bereich, niedrig im Sperrbereichja

Absorptionsfilter (Farbfilter)

Absorptionsfilter (Farbfilter) werden hergestellt, in dem eine Glasrezeptur mit chromophoren Komponenten gewählt wird, die einen bestimmten Wellenlängenbereich absorbieren. Üblicherweise sind dies Langpass-Kantenfilter, aber einige Bandpasstypen mit begrenzter Funktionalität sind auch erhältlich. Beachten Sie, dass dieser Filtertyp bei Verwendung für UV-Licht fluoreszieren kann.


Dielektrische Filter (Interferenzfilter)

Dielektrische Filter (Interferenzfilter) absorbieren sehr wenig Licht. Die Funktionsweise basiert auf der Reflexion unerwünschter Spektralbereiche aufgrund optischer Interferenz innerhalb der Schichtstruktur der Filterbeschichtung. Diese Filter können für die Verwendung im UV-, im sichtbaren und im IR-Bereich gefertigt werden. Um die Anzahl der Lagen der Beschichtung zu reduzieren – und somit die Kosten – kann eine Kombination durchgeführt werden, indem ein farbiges Glassubstrat (Absorptionstyp) dielektrisch beschichtet wird. Dies ist für einige Bandpassfilter üblich.

Interferenzfilter haben eine komplexe Beschichtungsstruktur aus mehreren Schichten. Sie ermöglichen eine hohe Transmission für eine scharf begrenzten Wellenlängenbereich und zudem eine hohe Blockung des restlichen Spektrums. Die Blockung des Lichtspektrums wird durch die wellenlängenabhängige optische Dichte OD beschrieben. Eine Transmission von 0,1% entspricht einer optischen Dichte von 4 und eine Transmission von 10% einer optischen Dichte von 1.

Durch die Interferenzschichten lassen sich verschiedene Filtertypen herstellen. Eine möglichst hohe Abschwächung über einen breitbandigen Wellenlängenbereich kann durch den Einsatz von Neutralfiltern (Neutral Density) realisiert werden. Bandpassfilter charakterisieren einen hoch transmittierenden Bereich für einzelne Wellenlängen oder schmale Wellenlängenbereiche. Optische Kurzpassfilter transmittieren Licht bis zu einer bestimmen Wellenlänge und optische Langpassfilter transmittieren Licht erst ab einer bestimmten Wellenlänge. Derartige Filter findet man beispielsweise als Wärmesperrfilter, auch als Hot Mirror bekannt oder entsprechend als Kältesperrfilter, auch bekannt als Cold Mirror.

In der folgenden Abbildung finden Sie die gängigen Filtertypen als symbolische Transmissionskurven in Abhängigkeit der Wellenlänge dargestellt:

Funktionstypen

Wir liefern Filter in jeder beliebigen Form. Schwarzeloxierte Aluminiumringe sind zur leichteren Montage als Zubehör erhältlich.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Entscheidungskriterien zwischen diesen zwei physikalischen Prinzipien von Filtern.

SpezifikationenAbsorptionsfilterDielektrische Filter
Abmessungsbereich1mm – 300mm1mm – 300mm
Bestmögliche Toleranz gegenüber Strahlabweichungλ/4 (DIN: 3/0,5)λ/4 (DIN: 3/0,5)
Bestmögliche Oberflächenqualität40-20 S/D (DIN: 5/2×0,16)40-20 S/D (DIN: 5/2×0,16)
Bestmögliche Passe3” (arcsec)3” (arcsec)
SperrungOD3 (standard), OD5 (high blocking)

Dr. Steven Wright

KUNDENSPEZIFISCHE LÖSUNGEN

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