Оптические фильтры — простейший тип анализаторов частоты. Они пропускают излучение только в определенном диапазоне длин волн. Оптические фильтры подразделяют на абсорбционные и интерференционные.
Абсорбционный светофильтр представляет собой слой материала, поглощающего излучение во всем диапазоне, кроме некоторой достаточно узкой области. Примером могут служить цветные стекла, поглощающие электромагнитное излучение в видимой области спектра.
Интерференционный светофильтр, схема которого представлена на рис. 1.2, состоит из слоя диэлектрика (1), полупрозрачных зеркал (2) и стеклянных защитных пластинок (3).
Падающий поток излучения испытывает многократные отражения между полупрозрачными стеклами, при каждом отражении частично выходя наружу. В проходящем потоке лучи, отраженные четное число раз, интерферируют. Ввиду этого фильтр прозрачен лишь для тех длин волн, для которых выполняется условия интерференционного максимума:
 |
(1.1) |
где d — толщина диэлектрического слоя светофильтра, n — показатель преломления, m — целое число раз, называемое порядком интерференции.
 Рис. 1.2. Схема устройства простейшего интерференционного фильтра: 1— слой диэлектрика, 2 — полупрозрачные стекла, 3 — стеклянные защитные пластинки |
Поскольку m может принимать разные значения, фильтр пропускает лучи нескольких длин волн. Для выделения потока одной длины волны интерференционныые светофильтры часто используют совместно с абсорбционными, поглощающими излучение всех порядков, кроме требуемого. Светофильтры используют в оптическом диапазоне спектра. В рентгеновском диапазоне иногда используют аналоги светофильтров, так называемые поглотители. |
Основные характеристики светофильтров:
– длина волны максимального пропускания lmax,
— ширина спектральной полосы пропускания Δl,
— максимальная величина пропускания Tmax (при l=lmax).
Длина волны максимального пропускания абсорбционного светофильтра определяется его материалом, интерференционного — главным образом, толщиной оптического слоя. Спектральная полоса пропускания для абсорбционного светофильтра составляет несколько десятков нм, для интерференционного — 1 – 5 нм. Максимальная величина пропускания у абсорбционных светофильтров может достигать 100 %, у интерференционных — 40 – 60 %.
К недостаткам любого светофильтра относится то, что lmax фиксирована. Этого недостатка лишены анализаторы частоты диспергирующего типа, в которых можно перестраивать рабочую длину волны.
