Ei aparțin unei familii clasice de ochelari optici proiectați pentru transmisie IR. Funcția lor principală este de a bloca complet ultravioletele (UV) și întregul spectru vizibil (violet, albastru, verde, galben, portocaliu, roșu) și de a transmite doar lumina infraroșu apropiat (NIR).
Caracteristici cheie:
· Tip: Filtru de absorbție
· Material: Sticlă optică dopată cu cupru
· Funcția principală: Pentru a transmite lumină în infraroșu apropiat (IR), blocând complet lumina vizibilă.
· Aspect vizual: Aceste filtre par negre sau violet foarte închis pentru ochiul uman, deoarece absorb toate lungimile de undă vizibile.
---
Cum funcționează (mecanismul de absorbție)
Dopantul cheie, oxidul de cupru (CuO), are niveluri electronice de energie care sunt perfect reglate pentru a absorbi fotonii pe întregul spectru al luminii vizibile (aproximativ 400-700 nm). Energia din acești fotoni absorbiți este transformată în căldură. Cu toate acestea, energia fotonilor infraroșii (de obicei > 700 nm) este prea mică pentru a fi absorbită de aceste tranziții electronice, permițând luminii IR să treacă prin sticlă cu eficiență ridicată.
Performanță spectrală și diferențe între HWB1, HWB3 și HWB4
Principala diferență dintre aceste filtre constă în lungimea de undă tăiată - punctul specific în care trec de la blocare la transmitere a luminii. Aceasta determină ce parte a spectrului IR izolează.
HWB1:
· Lungime de undă tăiată: are cea mai scurtă lungime de undă tăiată dintre cele trei, de obicei în jur de ~720 nm.
· Transmisie: Începe să transmită lumină chiar de la marginea spectrului roșu vizibil și atinge transmisia maximă în IR-ul apropiat (~800nm și mai departe). Permite trecerea unei lumini roșii intense.
· Blocare: blocare excelentă a UV și a celei mai vizibile lumini, deși poate avea o ușoară „scurgere” în roșu intens.
· Aplicație: util pentru aplicațiile care necesită tranziție de la roșu vizibil la IR.
HWB3:
· Lungime de undă redusă: Un filtru IR „mai profund” decât HWB1. Limita sa este deplasată la o lungime de undă mai mare, de obicei în jur de ~800 nm.
· Transmisie: blochează eficient toată lumina vizibilă, inclusiv roșu intens. Transmite o bandă pură de radiație în infraroșu apropiat, cu un vârf de transmisie adesea peste 850 nm.
· Blocare: blocare superioară a luminii vizibile în comparație cu HWB1. Este un adevărat filtru „negru” pentru ochiul uman.
· Aplicație: calul de lucru pentru multe aplicații IR standard care necesită transmisie IR pură, fără contaminare cu lumină vizibilă.
HWB4:
· Lungime de undă tăiată: Are cea mai lungă lungime de undă tăiată din acest grup. Este cel mai „profund” filtru IR.
· Transmisie: Începe să transmită la lungimi de undă IR și mai mari (de exemplu, >900 nm) și are o bandă de transmisie mai îngustă în spectrul IR.
· Blocare: oferă cea mai bună blocare atât a luminii vizibile, cât și a lungimilor de undă mai scurte ale luminii aproape IR.
· Aplicație: Folosit pentru izolarea benzilor IR cu undă mai lungă și pentru aplicații în care orice scurgere IR cu undă mai scurtă sau lumină roșie este inacceptabilă.
Aplicații comune
Capacitatea de a transmite IR în timp ce blochează lumina vizibilă face ca aceste filtre să fie critice în multe domenii:
1. Viziune artificială și supraveghere:
· Supraveghere IR: Folosit împreună cu LED-uri IR și camere CCTV sensibile la IR pentru supraveghere ascunsă pe timp de noapte. Filtrul blochează toată lumina vizibilă, permițând camerei să vadă doar scena IR iluminată, care este invizibilă pentru ochiul uman.
· Inspecție industrială: Folosit pentru a detecta caracteristici sau substanțe care au reflectivitate sau absorbție diferită în spectrul IR decât în lumina vizibilă (de exemplu, inspectarea plachetelor de siliciu, a vedea prin anumite vopsele sau coloranți).
2. Instrumentatie stiintifica:
· Spectrofotometrie: Izolarea benzii infraroșii pentru analize chimice, cum ar fi măsurarea concentrațiilor de compuși organici.
· Microscopie cu fluorescență: Folosit ca filtru de blocare în sisteme bazate pe IR sau pentru tehnici specializate de imagistică IR.
· Tehnologie laser: Filtrarea și condiționarea luminii în medii cu lasere IR (de exemplu, lasere Nd:YAG la 1064nm).
3. Telecomandă și electronice:
· Ferestre receptor IR: fereastra neagră a unui televizor sau stereo care primește semnale de la o telecomandă este adesea realizată dintr-o sticlă de tip HWB. Pare negru pentru a ascunde componentele interne, dar este perfect transparent la semnalul IR de la telecomandă.
4. Fotografie:
· Fotografie IR: Deși sunt mai puțin comune decât filtrele de interferență în acest scop, acestea pot fi utilizate cu senzori de cameră sensibili la IR pentru a crea imagini de peisaj în culori false sau suprareale prin înregistrarea doar a luminii infraroșii reflectate.
Considerații importante și dezavantaje
· Acumularea de căldură: Acesta este cel mai critic factor. Deoarece aceste filtre absorb întregul spectru vizibil, transformă o cantitate masivă de energie în căldură. Sub surse de lumină puternică (de exemplu, lămpi cu halogen, lumina soarelui), acestea pot deveni extrem de fierbinți și se pot crăpa din cauza stresului termic dacă nu sunt bine radiate sau protejate cu un filtru secundar de absorbție a căldurii (cum ar fi o sticlă de tip KG).
· „Scurgeri” de transmisie secundară: Unii ochelari IR cu absorbție pot avea o bandă de transmisie secundară foarte mică, neintenționată, în roșu îndepărtat sau în altă parte a spectrului. Acest lucru trebuie caracterizat pentru aplicații științifice critice.
· Bandpass fix: Spre deosebire de filtrele de interferență, curba lor de transmisie este fixată de chimia sticlei și nu poate fi personalizată cu margini ascuțite.
· Fragilitate: Fiind din sticlă, sunt fragile și susceptibile la rupere din cauza șocurilor mecanice.
Pe scurt, seria HWB sunt filtre de absorbție fundamentale pentru izolarea în infraroșu. HWB3 este cel mai comun filtru de trecere IR de uz general. Alegerea dintre HWB1, HWB3 și HWB4 depinde de lungimea de undă specifică necesară pentru a bloca complet lumina vizibilă, optimizând în același timp transmisia IR pentru o anumită aplicație. Sunt componente esențiale în orice sistem care necesită iluminare sau detectare IR invizibilă.
Filtru de sticla optic colorat
Filtre pentru camere
Lentila optică
Contacteaza acum