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Guia de tipos e seleções de revestimento de filtro

I. Tipos e funções do revestimento do núcleo
A diversidade funcional dos filtros decorre principalmente da combinação de diferentes camadas de revestimento no seu desenho:

1. 1.Revestimento antirreflexo (AR):

   • Função:O objetivo principal é reduzir a perda de reflexão em superfícies ópticas para comprimentos de onda ou bandas específicas, melhorando significativamente a transmissão.

   • Princípio:Utiliza cancelamento de interferência de filmes de uma ou várias camadas para fazer as ondas de luz refletidas se cancelarem.

   • Aplicação:Os revestimentos AR de uma única camada (por exemplo, MgF2) são comuns para comprimentos de onda visíveis centrais, enquanto os revestimentos AR de uma única camada (por exemplo, MgF2) são comuns para comprimentos de onda visíveis centrais.revestimentos AR de banda larga(por exemplo, AR de banda larga multicamadas) cobrem espectros mais amplos (por exemplo, inteiro visível ou NIR)..

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2. 2- Revestimento de corte:

   • Função:Forma a camada funcional central para o "corte" espectral:

     • Passagem curta:Transmite luz mais curta do que um comprimento de onda de corte específico, refletindo/absorvendo comprimentos de onda mais longos.

     • Longpass:Transmite luz mais longa do que um comprimento de onda de corte específico, refletindo/absorvendo comprimentos de onda mais curtos.

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3. 3- Revestimento de banda:Permite a transmissão de uma faixa de comprimento de onda específica (banda de passagem) enquanto reflete/absorve fortemente a luz em ambos os lados.

4. 4. Revestimento de entalhe:Reflete/absorve fortemente uma faixa de comprimento de onda específica muito estreita/larga (longitude de onda de entalhe) enquanto transmite outras.

   • Princípio:Utiliza pilhas de várias camadas meticulosamente concebidas de materiais alternados com índice de refração elevado/baixo (por exemplo, TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2,Nb2O5/SiO2) para criar uma elevada reflectância (limitado) em regiões específicas através de interferências.

   • Aplicação:Núcleo absoluto de vários filtros funcionais (filtros de fluorescência, óculos de proteção a laser, rodas de cores, componentes de espectrômetro, biosensores, visão artificial).,comprimento de onda de corte, largura de banda de passagem, transmissão média de banda de passagem, profundidade de corte, largura de corte, ondulação da banda de passagem, inclinação da borda, sensibilidade angular, estabilidade de temperatura,limiar de danos por laser (LDT).

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5. 5. Revestimento de divisão de feixe:

   • Função:Divide a luz incidente por comprimento de onda ou por relação de energia em dois ou mais feixes.

   • Tipos:

     • Dicróico:Reflete uma faixa, transmite outra (aplicação especial de corte).

     • Neutro:Refletir e transmitir a luz incidente numa proporção fixa (por exemplo, 50:50, 70:30) sobre um amplo espectro, mantendo a neutralidade espectral.

   • Aplicação:Especificações-chave: precisão do rácio de divisão, planosidade espectral, dependência da polarização, dependência angular,uniformidade da aberturaLDT.

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6. 6. Revestimento de alta refletividade (HR):

   • Função:Obtém uma refletividade muito elevada (> 99,9%) em comprimentos de onda específicos ou em faixas largas.

   • Princípio:Utiliza estruturas periódicas multicamadas (DBR) de materiais de alto índice de contraste (por exemplo, TiO2/SiO2) ou películas metálicas (Al, Ag, Au).

   • Aplicação:Espelhos de cavidade laser, espelhos de interferômetro, filtros refletores.

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7. 7. Revestimento metálico:

   • Função:Utiliza a absorção/reflexão de amplo espectro inerente dos metais (Al para UV-Vis, Ag para Vis-NIR, Au para IR, Cr para absorção).

   • Aplicação:As principais especificações: curva de reflexão/absorção, estabilidade (resistência à oxidação), acabamento da superfície,adesão.

II. Estrutura e materiais do revestimento

• 1Estrutura:Monocamadas (simples), multicamadas (mais comuns, materiais alternados), índice graduado (variação do índice de refração para um desempenho de largura de banda/ângulo mais amplo).

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• 2.Materiais:A selecção baseia-se no índice de refração, no intervalo de transparência, na dureza,estabilidade, estresse, custo.

III. Teoria do Design e Fabricação

• 1Teoria do Design:Métodos: correspondência de admissão óptica, método vetorial, otimização computacional (Needle, algoritmo genético) com software (TFCalc, Essential Macleod).

• 2Fabricação:

  • Deposição física de vapor (PVD):

    • Evaporação térmica: tradicional, de menor custo, para lotes médios/pequenos.

    • Magnetron Sputtering: Processo convencional de ponta de gama alta, camadas densas, boa adesão, uniformidade, repetibilidade.

    • Sputtering de feixe de íons: Maior precisão, melhor qualidade (baixa dispersão/absorção, alta LDT), caro.

  • Deposição química de vapor (CVD): Menos comum na óptica.

  • Controle de processos: Monitorização da espessura (óptica, cristal de quartzo), taxa de deposição, controlo de vácuo/gás, temperatura, limpeza.

IV. Principais normas de aplicação
O desempenho deve satisfazer exigências práticas rigorosas:

1. 1. Desempenho espectral:Precisão do comprimento de onda do centro/cutoff, largura de banda, transmissão (média/pico), profundidade de corte (valor OD, por exemplo, OD4 = transmissão < 0,01%), inclinação da borda, ondulação da banda de passagem, supressão de fundo.

2. 2Uniformidade óptica:Consistência através da abertura.

3. 3. Propriedades angulares:Desvio espectral com ângulo (desvio azul, alteração da largura de banda).

4. 4Propriedades de polarização:Diferença de resposta à polarização S/P (crítico na incidência obliqua).

5. 5Qualidade da superfície:Finalização da superfície (gravatamento, por exemplo, 60-40), planície (por exemplo, λ/4), distorção da frente de onda.

6. 6Estabilidade ambiental:Mudança de temperatura (ppm/°C), resistência à umidade (85°C/85% RH), durabilidade mecânica (aderência, abrasão), resistência química, LDT (para aplicações a laser, depende do comprimento de onda/largura de pulso).

7. 7.Substrato e tamanho:Tipo de vidro (por exemplo, sílica fundida, safira), espessura, dimensões, biselado, abertura transparente.

V. Aplicações e selecção de revestimentos
A tecnologia de revestimento permeia todos os campos ópticos:

• 1Imagem e Fotografia:Lente AR,Filtros de corte UV/IR,filtros ND, filtros de cores, polarizadores.

• 2- Display:Filtros de cores em LCD/OLED, espelhos dicroicos/rodas coloridas em projetores.

• 3Biomédica/Ciências da Vida:Microscopia de fluorescência (filtros de excitação/emissão, dicróicos), citómetros de fluxo, analisadores.

• 4Tecnologia de laser:Espelhos de cavidade, filtros de separação de linhas, óculos de segurança a laser, revestimentos de cristais de geração harmônica.

• 5Espectroscopia:Revestimentos AR de grelhas/prísmos;filtros de passagem de bandapara seleção de comprimentos de onda; filtros ND para controlo de intensidade.

• 6.Visão automática/inspecção industrial:Filtros de cor/polarização para aumento do contraste/reconhecimento de características.

• 7- Astronomia:Filtros de banda estreita para supressão da poluição luminosa/linhas de emissões específicas; filtros solares (alta segurança).

• 8Comunicações/Sensores:Filtros DWDM em fibras ópticas; filtragem em sensores de fibras.

• 9Segurança/Defesa:Revestimentos IR AR para imagens térmicas; filtros IR em detectores de mísseis; filtros de proteção a laser (altos OD/LDT).