光学システムにおけるカットオフガラスフィルターの用途トップ 10

カットオフガラスフィルター 最新の光学システムにおいて最も汎用性の高いコンポーネントの 1 つです により、医療診断から航空宇宙イメージングに至るまでのアプリケーション全体で正確な波長選択が可能になります。として使用されるかどうか ロングパス光学フィルター 短波長ノイズを除去するため、または 赤外線カットガラス デジタル カメラの IR 放射をブロックするために、これらのフィルターは、他のコンポーネントではこれほど効率的に対処できない特定の測定可能な光学問題を解決します。この記事では、実際のアプリケーションのトップ 10 について詳しく説明し、各ユースケースの背後にある技術的な理由を説明します。

カットオフガラスフィルターとは何ですか?またその仕組みは何ですか?

アン 光学カットフィルターガラス は、透過波長と遮断波長の間に明確な境界を作成する、選択透過性の着色光学ガラスです。カットオフ波長以下では、光は強く吸収されます。それを超えると透過率が高く、通常は超過します 80～90% 。この急峻なスペクトル遷移は、鉄、クロム、ニッケル、チタンなどの特定の金属酸化物着色剤をガラス基板にドープすることによって実現され、異なる波長帯域に対するガラスの吸収特性が変化します。

最も一般的な構成は次の 2 つです。

• ロングパス光学フィルター: カットオフポイントを超える波長を透過します (たとえば、赤色と近赤外は透過し、UV と青色はブロックします)。
• ショートパス/UV-IR光学フィルター: 短い波長を透過させながら長い波長を遮断し、可視光システムで IR 汚染を除去するためによく使用されます。

UV カットオフのバリエーションは通常、次の範囲で調整可能なカットオフ波長を提供します。 350～500nm 一方、IR ブロック構成は、アプリケーション要件に応じて 700 ～ 1100 nm の範囲をターゲットとしています。

光学システムにおけるカットオフガラスフィルターの用途トップ 10

1. デジタルカメラとイメージセンサーの保護

CMOS および CCD センサーは、人間の目では見ることができない近赤外線範囲 (最大 1100 nm) まで感度が高くなります。なしで 赤外線カットガラス 光路にフィルターを置くと、撮影された画像は不自然な演色を示します。肌の色調は赤みがかって見え、植物は明るく見え、ホワイト バランスは著しく歪んでいます。センサー上に配置された高精度 IR カット フィルターは、およそ以上の波長をブロックすることでこれを修正します。 650～700nm 、センサーの反応を人間の視覚に合わせます。

2. 蛍光顕微鏡と生物医学的分析

蛍光顕微鏡では、サンプルは特定の波長 (488 nm 青色レーザーなど) で励起され、放出された蛍光 (通常は励起光の 10,000 ～ 100,000 倍弱い) を検出のために分離する必要があります。あ ロングパス光学フィルター 発光経路に配置されると、励起波長がブロックされ、同時に弱い蛍光発光が透過され、これがなければ不可能な信号対雑音比による定量分析が可能になります。この技術は、フローサイトメトリー、FISH 分析、および免疫蛍光染色を支えます。

3. UV滅菌および光線療法装置

PUVA 療法ランプや新生児黄疸治療ユニットなどの医療用光線療法装置には、正確な UV バンド分離が必要です。紫外線範囲 精密光学フィルターガラス 有害な短波長の UV-B/UV-C をブロックしながら、治療波長 (例: 315 ～ 400 nm の UVA) のみを患者に確実に届けます。 UV 線量測定装置の測定精度は、可視光の干渉を排除するカットオフ フィルターにも依存します。

4. 分光光度法と分析機器

生化学および化学分析で使用される分光光度計は、 光学カットフィルターガラス 迷光（検出器に到達して系統誤差を引き起こす測定波長以外の波長の光）を排除します。高性能紫外可視分光光度計では、迷光レベルは以下になります 0.01%T 高濃度での正確な吸光度測定には必要です。光学トレイン内に配置されたカットオフ フィルターは、モノクロメーター格子からの 2 次回折と広帯域散乱を抑制します。

5. マシンビジョンおよび産業用検査システム

混合環境照明 (蛍光灯、LED、昼光) の使用下で動作する産業用マシン ビジョン システム UV IR 光学フィルター 照明源に合わせてカメラのスペクトル応答を狭めます。たとえば、800 nm のロングパス フィルターを備えた 850 nm の IR 照明を使用するシステムは、周囲の可視光には見えないシーンを効果的にレンダリングし、ちらつきを排除し、検査の一貫性を向上させます。これは、高稼働の生産ラインでの高速欠陥検出において重要です。 500 ～ 2,000 部品/分 .

6. 太陽エネルギーと太陽光発電試験

太陽電池の特性評価に使用されるソーラー シミュレータ システムは、AM1.5 太陽スペクトル (300 ～ 2500 nm) を正確に再現する必要があります。 精密光学フィルターガラス コンポーネントは、キセノン アークまたは LED ベースのシミュレーターの出力スペクトルを形成するために使用され、標準的なテスト条件に一致するようにスペクトル分布を調整します。スペクトル一致の誤差は測定された短絡電流の誤差に直接変換されるため、フィルタの選択は重要です。 IEC 60904-9 クラス A シミュレータ準拠 .

7. 天文および暗視光学システム

狭い輝線（656 nm の H-α、501 nm の OIII）をターゲットとする天文イメージング システムは、ロングパス カットオフ フィルターを使用して、ターゲットの発光を透過しながら空の背景と広帯域の光害をブロックします。第 II 世代または第 III 世代のイメージ増倍管を使用する暗視装置には、 赤外線カットガラス 管感度の波長の上限を定義する要素を使用して、近赤外 LED 光源がシステムを盲目にするのを防ぎます。これらのアプリケーションの一般的な IR カットオフ ポイントの範囲は次のとおりです。 900nm～1100nm .

8. レーザーシステムと光絶縁

レーザーベースの測定および材料加工システムでは、 光学カットフィルターガラス 増幅自然放出 (ASE) とポンプ波長の漏れを抑制するためのビーム ダンプまたはクリーンアップ要素として使用されます。たとえば、1064 nm で動作する Nd:YAG レーザー システムでは、1000 nm でカットオンするロングパス フィルターが、出力ビームを汚染したり下流の検出器に損傷を与えたりする残留 808 nm ポンプ光をブロックします。

9. セキュリティ、監視、生体認証システム

顔認識カメラと虹彩識別カメラは通常、近赤外帯域 (780 ～ 940 nm) で動作し、あらゆる照明条件下で機能します。あ UV IR 光学フィルター 可視光ブロッカー / IR 通過帯域フィルターとして構成されているため、センサーは被写体から反射された構造化 IR 照明のみを確実に受け取り、可視周囲光の干渉を排除します。これにより、日中、オフィス、低照度の条件下でも認識精度が同等に向上します。これは、要件です。 ISO/IEC 19794-6 生体認証画像規格 .

10. 航空、軍事、およびリモートセンシング光学系

航空機および衛星リモートセンシング機器の使用 精密光学フィルターガラス 植生分析 (NDVI)、鉱物マッピング、大気観測のために特定のスペクトル バンドを分離します。軍事標的システムは、デュアルバンド IR カットオフ要素を使用して、脅威を識別するために中波 (3 ～ 5 ミクロン) と長波 (8 ～ 12 ミクロン) の IR 帯域を切り替えます。このような信頼性の高い環境では、温度範囲全体にわたるフィルターの耐久性は次のとおりです。 -55℃～125℃ 耐湿性と耐放射線性は必須の仕様です。

アプリケーションの概要: ユースケース別のカットオフ フィルターの種類

フィルタータイプ間の透過性能

どれだけ違うのかを理解する 精密光学フィルターガラス さまざまな波長帯域にわたって機能することが、適切なコンポーネントを選択するための鍵となります。以下のグラフは、3 つの一般的なカットオフ フィルター構成の一般的な透過プロファイルを示しています。

精密光学フィルターガラスを選択する際に評価すべき主な仕様

すべてのカットオフ フィルターが同等に機能するわけではありません。調達時 精密光学フィルターガラス 特定のアプリケーションについては、次のパラメータを評価します。

• カットオフ波長精度: 透過率がピークの 50% に低下する波長は、重要な用途では ±5 nm 以上の許容差で指定する必要があります。
• ブロッキングの深さ: ブロックされたバンドの光学密度 (OD) — OD 3 (0.1% T) が標準です。蛍光およびレーザー用途には OD 5 以上が必要です。
• 通過帯域での送信: 一貫して上にある必要があります 80～90% 吸収ディップなしで必要な伝送帯域全体にわたって。
• 表面品質: スクラッチディグ仕様 (60-40 または 40-20 など) は、精密光学システムの散乱光に影響します。
• 熱的および化学的安定性: 広い温度範囲で動作する屋外、産業、医療機器にとって重要です。
• 寸法許容差： 直径、厚さ、平面度は、フィルターが組み込まれる光学アセンブリと一致する必要があります。

ロングパスおよび UV IR 光学フィルターに対する業界の需要: 成長の背景

南通襄陽光学素子有限公司について

A カットオフガラスフィルター は、特定の波長範囲内の光を選択的に透過または遮断する、特殊な光学特性を持つガラスの一種です。紫外、青、緑などの短波長光を強く吸収し、黄色、オレンジ、赤、近赤外などの長波長の光を効率よく透過する選択透過型着色光学ガラスです。その「カットオフ」特性は、特定の波長以下の光の急激な減衰を指し、スイッチに似たスペクトル応答曲線を形成します。これは、鉄、クロム、ニッケル、チタンなどの特定の金属酸化物着色剤をガラス基板にドープすることで実現されます。

南通襄陽光学素子有限公司 1996 年に設立されました。江蘇省のハイテク企業で、以下の地域をカバーしています。 10,000平方メートル は、着色光学ガラス、無色光学ガラス、平板ガラスのスクリーン印刷と強化の生産と加工を専門としています。当社の品質管理は以下に準拠しています。 ISO 9001-2000 製品品質基準 および 3C 品質システム認証。

プロのOEMとして カットオフガラスフィルター 中国の南通襄陽のサプライヤーおよびODMカットオフガラスフィルター工場は、2つの専門部門を運営しています。

• 光学部品製造部門： カラーフィルターに特化し、 精密光学フィルターガラス 紫外、可視、近赤外、赤外の波長領域をカバーする有色および無色の光学ガラス用。製品は、光学機器、医療機器、生化学および分析機器、エレクトロニクス、航空、軍事、科学研究に広く適用されています。
• 板ガラス製品事業部： ドイツ、日本、スイスの自動化設備を活用し、深加工、ガラスのシルクスクリーン印刷、ガラスの強化を行っています。製品は、数百の仕様にわたるエレベーター、家庭用電化製品、計器、高インテリジェンス電子スイッチをカバーしています。

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