Principio operativo clave
El filtro funciona según el principio de interferencia de película fina. Se construye depositando docenas de capas alternas y precisas de materiales con diferentes índices de refracción (p. ej., SiO₂, TiO₂, Ta₂O₅) sobre un sustrato de vidrio.
· Interferencia constructiva: El espesor de cada capa se controla para que sea una fracción de la longitud de onda objetivo. Para la luz cercana a 740 nm, los reflejos de todas estas interfaces de capas interfieren constructivamente, permitiendo que la luz pase.
· Interferencia destructiva: para longitudes de onda significativamente diferentes de 740 nm, los reflejos interfieren destructivamente, anulándose entre sí y provocando que esas longitudes de onda se reflejen o absorban.
Parámetros críticos de rendimiento
El rendimiento de un filtro de paso de banda de 740 nm está definido por varias especificaciones clave:
1. Longitud de onda central (CWL): 740 nm. Este es el punto medio de la banda de longitud de onda transmitida.
2. Ancho total a la mitad del máximo (FWHM): Este es el ancho de la banda de transmisión, medido en nanómetros, al 50% de su transmisión máxima. Un FWHM típico podría ser de 10 nm, 5 nm o incluso más estrecho. Un filtro "FWHM de 10 nm" transmitiría luz de ~735 nm a ~745 nm.
3. Transmisión máxima (%T): El porcentaje máximo de luz en el CWL que pasa a través del filtro. Los filtros de alta calidad pueden tener una transmisión máxima >90%.
4. Rango de bloqueo: El rango de longitudes de onda fuera de la banda de paso que el filtro está diseñado para rechazar (por ejemplo, UV, Visible e IR). El nivel de rechazo se llama densidad óptica (OD). Por ejemplo, una DO de 4,0 significa que solo se transmite el 0,01 % de esa luz no deseada (Transmisión = 10⁻⁴ %).
5. Inclinación (pendiente del borde): qué tan bruscamente el filtro pasa de bloquear a transmitir. Una pendiente más pronunciada proporciona un mejor aislamiento de la luz de 740 nm.
Aplicaciones comunes
740 nm es una longitud de onda estratégicamente importante en varios campos:
· Microscopía de fluorescencia y biodetección: es una longitud de onda de excitación común para ciertos tintes y proteínas fluorescentes. El filtro se usaría en la ruta de excitación de un microscopio para iluminar una muestra sólo con luz de 740 nm, lo que provocaría que el marcador específico emitiera fluorescencia a una longitud de onda más larga (por ejemplo, 780 nm).
· Espectroscopia: Aislar una línea espectral específica en o cerca de 740 nm para análisis químicos, monitoreo ambiental o caracterización de materiales.
· Visión artificial y clasificación: en la automatización industrial, los objetos pueden tener firmas espectrales únicas. Se puede utilizar un filtro de 740 nm en una cámara para detectar una característica, etiqueta o contaminante específico que refleja o absorbe luz en esta longitud de onda, invisible para el ojo humano.
· Sistemas láser: para aislar la línea de 740 nm de un láser o proteger sensores de otras longitudes de onda en un sistema láser.
· Fotografía Astronómica: Para capturar emisiones espectrales específicas de objetos celestes o para reducir la contaminación lumínica.
Comparación con otros tipos de filtros
· vs. filtro de paso largo (LP): un filtro de paso largo transmitiría toda la luz a una longitud superior a una longitud de onda de corte (por ejemplo, >740 nm). El filtro de paso de banda es mucho más selectivo.
· vs. filtro de paso corto (SP): un filtro de paso corto transmite toda la luz más corta que una longitud de onda de corte (por ejemplo, <740 nm).
· vs. filtro de muesca: un filtro de muesca rechaza una banda de luz muy estrecha (por ejemplo, 740 nm) y transmite todo lo demás. Es lo inverso de un filtro de paso de banda.
Consideraciones importantes
· Ángulo de incidencia (AOI): Los filtros de paso de banda son sensibles al ángulo en el que incide la luz. Aumentar el AOI hará que la CWL cambie a una longitud de onda más corta (más azul). Para un rendimiento constante, la luz debe estar lo más colimada y perpendicular al filtro posible.
· Temperatura: Al igual que el ángulo, los cambios de temperatura también pueden provocar un ligero cambio en la CWL.
· Calidad Óptica: La calidad del sustrato y del recubrimiento son críticos. Los requisitos incluyen una buena planitud de la superficie, una baja distorsión del frente de onda y un alto umbral de daño inducido por láser (LIDT) para su uso con fuentes de alta potencia.
En resumen, un filtro de paso de banda de 740 nm es un componente óptico de precisión que actúa como una puerta altamente selectiva, permitiendo que sólo pase una pequeña porción de luz infrarroja cercana. Es una herramienta indispensable en la investigación científica, la automatización industrial y cualquier aplicación donde se requiera el aislamiento preciso de esta longitud de onda específica.
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