紫外滤光片

紫外滤光片

欧美伽光学制造紫外滤光片已有50多年的历史了。紫外波段的光(200nm - 400nm范围)有许多商业和消费级的应用。紫外光可用于光刻或牙科中对聚合物进行光聚合，也可在生物医学中用于手术过程中激发分子。它可以用来测量DNA，或对我们呼吸的空气和水进行消毒。

紫外滤光片制造面临的挑战

对于滤光片制造商来说，生产紫外波段(小于400纳米)的产品是很有挑战的，因为许多常用的材料在这个波段下都会产生吸收。大多数干涉滤光片的设计都是假定光只被透射或反射，而不是吸收。对于短通和带通滤光片来说，另一个挑战是宽范围的阻截，简单的滤光片设计只需在中心波长大约20%的范围内阻截，更宽范围的阻截可以通过添加一个金属涂层来实现，但这会显著降低透射区域的透过率，也可添加一个彩色玻璃吸收滤光片。

紫外滤光片亚型

紫外抑制或陷波滤光片

陷波滤光片的设计是为了抑制特定的波长，因此材料本身的吸收特性对这些设计不会产生很大干扰，并且在某些情况下反而会有帮助。可以将这种滤光片设计为以一定角度工作（下面是一个以45度工作的示例），以进行组合控制和波长管理，或者以0度角入射。

紫外陷波滤光片的应用

• 激光抑制
• 汞灯线抑制

紫外带通滤光片

传统的紫外带通滤光片设计主要利用了金属(通常是铝或银)的诱导透明特性。这种滤光片的生产成本较低，仅由少数几层组成，可以在整个可见波长范围内提供高阻截。

基于氧化物的离子溅射或辅助PVD设计可以使透过率达到80%（直到250nm），而基于氟的设计可以在更短的波长上透过。在200 nm以下时，随着大气分子开始吸收，测量会变得困难，需要特殊设备才能在非常短的波长下进行测量。生产高质量的紫外带通滤光片的难点通常在于试图阻截整个可见光范围。由于阻截范围越宽，镀膜叠层就会越厚，滤光片也将越昂贵。

紫外带通滤光片的应用

• 天文学
  • Calcium II K-line (393.4nm) 窄带
  • 其他
• 生物医学
  • 260/ 280 DNA 比率
  • 流式细胞仪 (375, 355, 320 nm 激光散射通道或激光纯化)
  • 荧光成像
    • 内在发色团 (色氨酸等)
    • 钙离子成像
  • 其他
• 光刻技术
  • I-line 滤光片 (365 nm)

紫外长通滤光片

在设计紫外长通滤光片时，材料的紫外吸收反而是一个优势，因为一些阻截OD可以通过吸收而不是反射来提供。可以使用传统的干涉设计技术优化尖锐的切边。

紫外长通滤光片的应用

• 最小化紫外线的伤害
  • 如果不加以保护，塑料会随着时间的流逝而变黄并变脆
  • DNA–在265nm处会产生最大的损害
• 荧光–发射滤光片和二向色镜

紫外短通滤光片

最短指定波长决定了滤光片是使用氧化物还是氟化物材料。如紫外带通滤光片一样，阻截所有可见波长将会增加生产的复杂性和成本。在下面的溅射氧化物滤光片中，短波长的边缘在约280 nm处是由涂层材料的吸收所致。

特殊紫外滤光片

有限阻截的紫外滤光片

许多常见的紫外光源由许多明亮的“线”或波长组成，它们之间的发射水平相对较低。常见的紫外灯包括气体放电灯(如低压和中压汞灯)和激电灯，它们在灯壳内的气体激发态下产生准分子或激基复合物而发光(氙气、氯化氪等)。这些灯的阻截可以定制为仅在感兴趣的波长上提供深度阻截，同时在所需波长上提供高通量。与之前描述的金属涂层、吸收玻璃或非常厚的干涉堆叠涂层实现的宽范围阻截不同，我们的工程师可以根据您想要的波长优化设计，降低成本，最大化性能。

反射滤光片组合

在某些情况下，在紫外波段中设计一个反射滤光片是比较容易的，它在透过率曲线中看起来像一个陷波滤光片，但当它如下所示的反射组合使用时，可以在一个狭窄的波长范围内获得高透过率。在这个设计中，阻截的OD指随着反射次数的增加而增加，但对透过率的影响很小。

以下是一个反射短通组合的的理论设计图谱，该组合包含2个滤光片元件，并以22.5度AOI排列。