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Guía de tipos y selecciones de revestimiento de filtros

I. Tipos y funciones del revestimiento del núcleo
La diversidad funcional de los filtros se debe principalmente a la combinación de diferentes capas de recubrimiento en su diseño:

1. 1- Revestimiento antirreflejo (AR):

   • Función:El objetivo principal es reducir la pérdida de reflexión en superficies ópticas para longitudes de onda o bandas específicas, mejorando significativamente la transmisión.

   • Principio:Utiliza la cancelación de interferencias de películas de una o varias capas para hacer que las ondas de luz reflejadas se cancelen entre sí.

   • Aplicación:Se encuentran en las superficies de casi todos los componentes ópticos de alta calidad (lentes, prismas, ventanas, protectores de sensores).recubrimientos AR de banda anchaLas especificaciones clave incluyen la reflectividad mínima, el ancho de banda de operación, la tolerancia al ángulo de incidencia y la durabilidad ambiental..

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2. 2. Revestimiento de corte:

   • Función:Forma la capa funcional central para el "corte" espectral:

     • El paso corto:Transmite luz más corta que una longitud de onda de corte específica, reflejando/absorbiendo longitudes de onda más largas.

     • El paso largo:Transmite luz más larga que una longitud de onda de corte específica, reflejando/absorbiendo longitudes de onda más cortas.

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3. 3- Revestimiento de paso de banda:Permite transmitir un rango específico de longitud de onda (banda de paso) mientras refleja/absorbe la luz en ambos lados.

4. 4. Revestimiento con muesca:Refleja/absorbe fuertemente un rango de longitudes de onda específicas muy estrecho/ancho (longitud de onda de muesca) mientras transmite otras.

   • Principio:Utiliza pilas de múltiples capas meticulosamente diseñadas de materiales con índice de refracción alto/bajo alternados (por ejemplo, TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2,Nb2O5/SiO2) para crear una alta reflectividad (limitado) en regiones específicas mediante interferencias.

   • Aplicación:Núcleo absoluto de varios filtros funcionales (filtros de fluorescencia, gafas de protección láser, ruedas de color, componentes de espectrómetro, biosensing, visión artificial).,longitud de onda de corte, ancho de banda de paso, transmisión media de banda de paso, profundidad de corte, ancho de corte, ondulación de banda de paso, pendiente de borde, sensibilidad angular, estabilidad de temperatura,límite de daño por láser (LDT).

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5. 5. Revestimiento de separación de haces:

   • Función:Divide la luz incidente por longitud de onda o relación de energía en dos o más haces.

   • Tipo de producto:

     • Dicróico:Refleja una banda, transmite otra (una aplicación especial de corte).

     • Neutral:Refleja y transmite la luz incidente en una relación fija (por ejemplo, 50:50, 70:30) en un amplio espectro, manteniendo la neutralidad espectral.

   • Aplicación:Las especificaciones clave: precisión de la relación de división, planitud espectral, dependencia de polarización, dependencia angular,uniformidad de la apertura, LDT.

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6. 6. Revestimiento de alta reflexión (HR):

   • Función:Alcanza una reflectividad muy alta (> 99,9%) a longitudes de onda específicas o amplias bandas.

   • Principio:Utiliza estructuras periódicas multicapa (DBR) de materiales de alto índice de contraste (por ejemplo, TiO2/SiO2) o películas metálicas (Al, Ag, Au).

   • Aplicación:Específicos clave: reflectividad máxima, ancho de banda, pérdida de absorción/dispersión, LDT, control de tensión.

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7. 7. Revestimiento metálico:

   • Función:Utiliza la absorción/reflexión inherente del amplio espectro de los metales (Al para UV-Vis, Ag para Vis-NIR, Au para IR, Cr para absorción).

   • Aplicación:Especificaciones clave: curva de reflexión/absorción, estabilidad (resistencia a la oxidación), acabado superficial,adhesión.

II. Estructura y materiales del revestimiento

• 1- Estructura:de una sola capa (simple), de varias capas (los materiales más comunes y alternativos), de índice graduado (variación del índice de refracción para un rendimiento de ancho de banda/ángulo más amplio).

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• 2.Materiales:Los dieléctricos (SiO2, MgF2, TiO2, Ta2O5, Nb2O5, ZnS, ZnSe) y los metales (Al, Ag, Au, Cr) tienen una amplia reflexión/absorción.la estabilidad, el estrés, el costo.

III. Teoría del diseño y fabricación

• 1Teoría del diseño:Basado en interferencias de película delgada (ecuaciones de Maxwell). Métodos: coincidencia de admisión óptica, método vectorial, optimización por ordenador (Agulla, algoritmo genético) con software (TFCalc, Essential Macleod).

• 2.Fabricación:

  • Deposición física del vapor (PVD):

    • Evaporación térmica: tradicional, de menor coste, para lotes medianos o pequeños.

    • Pulverización por magnetrón: proceso de gama alta tradicional con capas densas, buena adhesión, uniformidad y repetibilidad.

    • Pulverización de haz de iones: la más alta precisión, la mejor calidad (baja dispersión/absorción, alta LDT), caro.

  • Deposición química por vapor (CVD)Es menos común en óptica.

  • Control de procesos: control del espesor (óptico, cristal de cuarzo), velocidad de deposición, control de vacío/gas, temperatura, limpieza.

IV. Principales normas de aplicación
El rendimiento debe cumplir requisitos prácticos estrictos:

1. 1. Rendimiento espectral:Precisión de la longitud de onda centro/corta, ancho de banda, transmisión (promedio/pico), profundidad de corte (valor de OD, por ejemplo, OD4 = transmisión < 0,01%), pendiente de borde, ondulación de banda de paso, supresión de fondo.

2. 2. Uniformidad óptica:Consistencia a través de la apertura.

3. 3. Propiedades angulares:Cambio espectral con ángulo (cambio azul, cambio de ancho de banda).

4. 4Propiedades de polarización:Diferencia de respuesta a la polarización S/P (crítico en la incidencia oblicuo).

5. 5Calidad de la superficie:El acabado de la superficie (grabaciones, por ejemplo, 60-40), la planitud (por ejemplo, λ/4), la distorsión del frente de onda.

6. 6Estabilidad ambiental:Cambios de temperatura (ppm/°C), resistencia a la humedad (85°C/85% RH), durabilidad mecánica (adhesión, abrasión), resistencia química, LDT (para aplicaciones con láser, depende de la longitud de onda / ancho de pulso).

7. 7.Substrato y tamaño:Tipo de vidrio (por ejemplo, sílice fundido, zafiro), grosor, dimensiones, biselado, apertura transparente.

V. Aplicaciones y selección de revestimiento
La tecnología de recubrimiento impregna todos los campos ópticos:

• 1Imagen y fotografía:Lentes AR,Filtros de corte UV/IR,filtros ND, filtros de color, polarizadores.

• 2- Muestra:Filtros de color en LCD/OLED, espejos dicroicos/ruedas de color en proyectores.

• 3.Biomédica y Ciencias de la Vida:Microscopía de fluorescencia (filtros de excitación/emisión, dicróicos), citómetros de flujo, analizadores.

• 4Tecnología láser:Espejos de cavidad, filtros de separación de líneas, gafas de seguridad láser, recubrimientos de cristal de generación armónica.

• 5Espectroscopia:Revestimientos AR de rejilla/prisma;filtros de paso de bandapara la selección de la longitud de onda; filtros ND para el control de la intensidad.

• 6.Visión por máquina/inspección industrial:Filtros de color/polarización para mejorar el contraste/reconocimiento de rasgos.

• 7. Astronomía:Filtros de banda estrecha para la supresión de la contaminación lumínica/líneas de emisión específica; filtros solares (alta seguridad).

• 8Comunicaciones y sensores:Filtros DWDM en fibra óptica; filtración en sensores de fibra.

• 9Seguridad y Defensa:Los materiales utilizados para la fabricación de las mislas son los siguientes: