光學與濾光片原理介紹

我們都知道，自然光根據波段的不同分為紫外光、可見光和紅外光，它們根據波段的不同而被劃分為三個大分類，紫外光光源一般被分為ABC三種射線，即UVA（400--315nm）/UVB（345-280nm）/UVC（280-190nm），紫外線擁有對細菌較強的殺傷力，常常被作為細菌、病毒消殺的射線，同時紫外光線具有比可見光更深的穿透力，因此在紫外濾光片中，經過紫外濾光片選取后的光可用于進行透視或鑒定工作，如常見的醫院X光檢查、假幣鑒定、食品安全檢驗甚至到太空探索等重大領域。

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可見光400-780nm，這個波段即為有色光，我們?？吹降牟屎缇褪枪饨涍^空氣中水分經過折射、反射和色散后的效果。常見紅橙黃綠藍靛紫七種顏色，紅光（622-780nm）、橙光（597-622nm）、黃光（577-597nm）、綠光（492-577nm）、藍光和靛光（455-492nm）、紫光（400-455nm）。

紅外光，即介于可見光與微波之間，波長在0.7-1000微米的紅外電磁波。

濾光片原理

濾光片是通過不同的光學結構實現對光線透過控制和篩選，具體分為顏色濾光片與薄膜濾光片兩種。濾光片通過濾除不需要的波段，通常這一部分波段通常會以反射、衍射或吸收的形態被篩除，只保留了需要的波段，實現對光線的控制透過，所以可以理解為保留需求光，濾除雜質光。

濾光片的制作一般分為兩種，一種通過加入具有某些光學特性材料的物質形成具有一定特性的光學玻璃（也叫顏色濾光片）和通過在基材上鍍膜形成具有某些光學特性的玻璃（也叫薄膜濾光片）。不同的基材材料其通過的波長也不相同，通過波段范圍長的可以制作成更加廣泛應用需求的濾光片。

（通過加入特定染料的光學有色藍玻璃） 

由于濾光片加工方式的特殊性，濾光片的濾光效果仍然也有一部分取決于加工基材，不同的加工基材具有不同的光學特性，如折射率、色散、吸收等。這些特性直接影響濾光片對不同波長光線的透過和截止能力。

（玻璃基材）

舉例

常見的石英玻璃：如熔融石英（JGS1, JGS2, JGS3）和石英晶體，它們具有優異的熱穩定性、壓電特性、低熱膨脹系數和優良的光學特性。其中，JGS1的透光波段為185nm--2500nm，JGS2的透光波段為220nm--2500nm，JGS3的透光波段為260nm--3500nm。

藍寶石玻璃（Al2O3）：屬于超硬材料，具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點高等優點。其透光范圍從深紫外到紅外，即180nm~4500nm。更多玻璃特性參考：各種玻璃特性詳細介紹。

（光學鍍膜BP590nm美容帶通濾光片）

通過簡單的了解，我們知道濾光片對于光線的控制，尤其在可見光和紅外光的應用中，因此對于濾光片在實際產品應用上的輸出效果非常重要，如，常見超光子嫩膚應用，通過帶通濾光片篩選出固定波長，如515nm光線，該波段可作用于表皮淺層，可起到改善淺層色素問題，如美白嫩膚，其次還有用于改善色斑、光老化的560nm濾光片，以及590、615、640、695等，更多內容可參考M22超光子嫩膚濾光片的作用。

（濾光片紅外應用）

紅外光的應用更加廣泛，包括紅外夜視成像、紅外熱成像、紅外激光測距、紅外感應、紅外測溫、紅外遙控等應用中，這些應用都需要到濾光片的應用，實現對波段的控制?？梢哉f，濾光片對光學儀器產品的應用具有非常廣泛的應用前景，幾乎覆蓋個工業、醫療、天文、食品等多項重要領域，同時，不同領域對著濾光片又提出了不同的行業標準與應用指標，以滿足實際產品的應用需求。

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