การประยุกต์ใช้ตัวกรอง
การประยุกต์ใช้ฟิลเตอร์ในช่วงสเปกตรัมที่แตกต่างกันในอุตสาหกรรมออปติกนั้น ใช้ประโยชน์จากความสามารถในการเลือกความยาวคลื่นเป็นหลัก ซึ่งเอื้อต่อฟังก์ชันการทำงานเฉพาะด้านโดยการปรับความยาวคลื่น ความเข้ม และคุณสมบัติทางแสงอื่นๆ ต่อไปนี้จะสรุปการจำแนกประเภทหลักและสถานการณ์การใช้งานที่เกี่ยวข้อง:
การจำแนกประเภทตามลักษณะสเปกตรัม:
1. ตัวกรองแบบผ่านยาว (λ > ความยาวคลื่นตัด)
ฟิลเตอร์ประเภทนี้ยอมให้ความยาวคลื่นที่ยาวกว่าความยาวคลื่นตัดผ่านได้ ในขณะที่ปิดกั้นความยาวคลื่นที่สั้นกว่า ฟิลเตอร์ชนิดนี้มักใช้ในการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์และความงามทางการแพทย์ ตัวอย่างเช่น กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์ใช้ฟิลเตอร์แบบผ่านยาวเพื่อกำจัดแสงคลื่นสั้นที่รบกวน
2. ตัวกรองผ่านสั้น (λ < ความยาวคลื่นตัด)
ตัวกรองนี้ส่งผ่านความยาวคลื่นที่สั้นกว่าความยาวคลื่นตัด และลดทอนความยาวคลื่นที่ยาวกว่า ตัวกรองนี้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการสเปกโทรสโกปีรามานและการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ ตัวอย่างการใช้งานจริงคือตัวกรองผ่านสั้น IR650 ซึ่งใช้ในระบบเฝ้าระวังความปลอดภัยเพื่อยับยั้งสัญญาณรบกวนอินฟราเรดในช่วงเวลากลางวัน
3. ตัวกรองแบนด์แคบ (แบนด์วิดท์ < 10 นาโนเมตร)
ฟิลเตอร์แบนด์แคบถูกนำมาใช้เพื่อการตรวจจับที่แม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น LiDAR และสเปกโทรสโกปีรามาน ยกตัวอย่างเช่น ฟิลเตอร์แบนด์แคบ BP525 มีความยาวคลื่นกลาง 525 นาโนเมตร ความกว้างเต็มครึ่งสูงสุด (FWHM) เพียง 30 นาโนเมตร และค่าการส่งผ่านสูงสุดเกิน 90%
4. ตัวกรอง Notch (แบนด์วิดท์สต็อปแบนด์ < 20 นาโนเมตร)
ฟิลเตอร์ Notch ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนในช่วงสเปกตรัมที่แคบ ฟิลเตอร์นี้ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการป้องกันเลเซอร์และการถ่ายภาพเรืองแสงชีวภาพ ตัวอย่างเช่น การใช้ฟิลเตอร์ Notch เพื่อปิดกั้นการปล่อยแสงเลเซอร์ขนาด 532 นาโนเมตร ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายได้
การจำแนกประเภทตามลักษณะการทำงาน:
- ฟิล์มโพลาไรซ์
ส่วนประกอบเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อแยกแยะความแตกต่างของผลึกแบบแอนไอโซทรอปิก หรือลดการรบกวนของแสงโดยรอบ ตัวอย่างเช่น โพลาไรเซอร์แบบกริดลวดโลหะสามารถทนต่อการฉายรังสีเลเซอร์กำลังสูง และเหมาะสำหรับใช้ในระบบ LiDAR ขับเคลื่อนอัตโนมัติ
- กระจกไดโครอิกและตัวแยกสี
กระจกไดโครอิกจะแยกแถบสเปกตรัมเฉพาะที่มีขอบเปลี่ยนผ่านชัน เช่น การสะท้อนแสงที่ความยาวคลื่นต่ำกว่า 450 นาโนเมตร สเปกโตรโฟโตมิเตอร์จะกระจายแสงที่ส่องผ่านและสะท้อนตามสัดส่วน ซึ่งเป็นฟังก์ชันการทำงานที่พบเห็นได้บ่อยในระบบถ่ายภาพแบบหลายสเปกตรัม
สถานการณ์การใช้งานหลัก:
- อุปกรณ์ทางการแพทย์: การรักษาด้วยเลเซอร์ทางจักษุและอุปกรณ์ทางผิวหนังจำเป็นต้องมีการกำจัดแถบสเปกตรัมที่เป็นอันตราย
- การตรวจจับด้วยแสง: กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงใช้ฟิลเตอร์แสงเพื่อตรวจจับโปรตีนเรืองแสงเฉพาะ เช่น GFP จึงช่วยเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน
- การตรวจสอบความปลอดภัย: ชุดฟิลเตอร์ IR-CUT จะบล็อกรังสีอินฟราเรดในระหว่างการทำงานในเวลากลางวันเพื่อให้แน่ใจว่าการสร้างสีที่แม่นยำในภาพที่ถ่าย
- เทคโนโลยีเลเซอร์: มีการใช้ตัวกรอง Notch เพื่อป้องกันการรบกวนของเลเซอร์ โดยมีการใช้งานในระบบป้องกันทางทหารและเครื่องมือวัดความแม่นยำ
เวลาโพสต์: 9 ก.ค. 2568