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Hochpräzise optische Filter

Optische Filterarten

 

Zu den Filtertypen gehören Fluoreszenz-, dichroitische, schmale Bandpass-, Multibandpass-, Notch-, Kanten- (Kurz- und Langpassfilter), Neutraldichte- (ND) und Polarisationsfilter.

 

Wahlweise montiert oder unmontiert

 

Hart-gesputterte, traditionelle Beschichtungen und eine Vielzahl von farbigen Glas- und Kunststoffoptionen verfügbar.

 

Kundenspezifische Optionen für nicht-lagernde Größen und Wellenlängen

Edmund Optics® produziert und liefert optische Filter für eine Vielzahl von Life-Science-Anwendungen, einschließlich medizinischer Diagnostik und Biotechnologie, sowie für industrielle Anwendungen wie Halbleiter, Messtechnik, Luft- und Raumfahrt, Automatisierung und Robotik.

Präzise optische Filter werden verwendet, um ausgewählte Wellenlängen, sogenannte Wellenbänder, von Lichtquellen wie Lasern, LEDs und breitbandigen Beleuchtungsquellen zu blockieren, zu transmittieren und zu reflektieren. Mit präzisen optischen Filtern lassen sich unterschiedliche Anwendungen wie Fluoreszenzmikroskopie, Durchflusszytometrie, Fabrikautomatisierung, optische Zeichenerkennung (OCR) und autonome Fahrzeuge realisieren.

Filtertypen

Bandpassfilter

Optische Bandpassfilter werden verwendet, um einen gewünschten Teil des Spektrums zu transmittieren und gleichzeitig alle anderen Wellenlängen außerhalb des Durchlassbereichs zu unterdrücken.

Abbildung 1 (rechts): Optische Bandpassfilter transmittieren selektiv einen Teil des Spektrums und reflektieren alle anderen Wellenlängen außerhalb des Durchlassbereichs.

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Bandpass Filters

Kurzpassfilter

Optische Kurzpassfilter werden verwendet, um Wellenlängen zu transmittieren, die kürzer sind als die bestimmte Cut-Off Wellenlänge des Filters.

Abbildung 2 (links): Kurzpassfilter transmittieren Wellenlängen, die kürzer sind als die bestimmte Cut-Off Wellenlänge des Filters.

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Shortpass Filters

Langpassfilter

Optische Langpassfilter werden verwendet, um Wellenlängen zu transmittieren, die größer sind als die Grenzwellenlänge des Filters.

Abbildung 3 (rechts): Langpassfilter transmittieren Wellenlängen, die größer sind als die Grenzwellenlänge des Filters.

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Longpass Filters

Notchfilter

Notchfilter blocken einen bestimmten Bereich des Spektrums und transmittieren alle anderen Wellenlängen.

Abbildung 4 (rechts): Transmissionsprofil eines Notchfilters

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Notch Filters

Dichroitische Filter

Dichroitische Filter reflektieren unerwünschte Wellenlängen und transmittieren gleichzeitig den gewünschten Teil des Spektrums. Dieser Effekt wird dazu verwendet das Licht wellenlängenabhängig in zwei Pfade aufzuteilen.

Abbildung 5 (rechts): Dichroitische Filter, auch bekannt als dichroitische Spiegel, reflektieren unerwünschte Wellenlängen und transmittieren selektiv Teile des Spektrums. Dieser Effekt ist nützlich für Anwendungen, bei denen sowohl das reflektierte als auch das transmittierte Licht an einer weiteren Stelle in einem System verwendet werden.

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Dichroic Filters

Neutraldichte (ND)

Neutraldichtefilter sollen die Transmission über einen bestimmten Teil des Spektrums möglichst gleichmäßig reduzieren, indem der nicht transmittierte Lichtanteil absorbiert oder reflektiert wird.

Abbildung 6 (rechts): Transmissionsprofil eines Neutraldichtefilters

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Neutral Density (ND)

Polarisation

Polarisatoren oder Polarisationsfilter lassen eine bestimmte Polarisationsrichtung durch und blocken die andere.

Abbildung 7 (rechts): Transmissionsprofil eines einzelnen Polarisationsfilters, zweier paralleler und gekreuzter Polarisationsfilter.

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Polarizing

Farbglas- und Absorptionsfilter

Farbglas- und Absorptionsfilter nutzen die inhärenten Absorptionseigenschaften des Materials.

Abbildung 8 (rechts): Farbglasfilter bestehen aus Glassubstraten mit einer gegebenen Absorption und Dicke.

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Polarizing

Aufbau eines optischen Filters

3D printed mechanics used for prototyping
Abbildung 9: Ein herkömmlicher Filter (links) und ein hart-gesputterter Filter (rechts).

Glossar

FAQ  Bandpass
Die Bandbreite, auch als Wellen-, Durchlassband oder Bandpass bezeichnet, ist der Wellenlängenbreich des Spektrums, in dem die einfallende Energie durch den Filter transmittiert wird. Die erste Ordnung liegt immer bei der Designwellenlänge des Filters.

Siehe auch Notchfilter , Filter , Halbwertsbreite (FWHM) , Resonator , Zentralwellenlänge (ZWL)

FAQ  Blockung
Das Blockungsverhältnis ist die Lichtmenge, die von einem Filter außerhalb des Durchlassbandes blockiert und nicht weitergeleitet wird. Es beschreibt das Verhältnis der Gesamtenergie, welche außerhalb des Durchlassbereichs transmittiert wird, zur Gesamtenergie, welche innerhalb des Durchlassbereichs transmittiert wird. Blockungswerte werden über einen bestimmten Wellenlängenbereich angegeben.

Siehe auch Resonator , Blockungsbereich , Optische Dichte (OD)

FAQ  Blockungsbereich
Der Blockungsbereich ist der Wellenlängenbereich, in dem der Filter das einfallende Licht definiert abschwächt und nicht transmittiert wird. Der Grad der Blockung wird in der Regel als optische Dichte angegeben.
FAQ  Zentralwellenlänge (ZWL)
bezeichnet die Wellenlänge maximaler Transmission eines Filters. Dies ist der Mittelpunkt, der durch die Durchlassbandwellenlängen bestimmt wird, wobei der Transmissionsgrad 50% des Peaks beträgt (bezeichnet durch die Halbwertsbreite).

  Siehe auchFilter , Bandbreite

FAQ  Cut-Off Wellenlänge
Als "Cut-Off Wellenlänge" wird die Grenzwellenlänge eines Kurzpassfilters bezeichnet, bei der die Transmission auf 50% abfällt.

  See also Filter , Cut-On Wellenlänge

FAQ  Cut-On Wellenlänge

Als "Cut-On Wellenlänge" wird in der Filterterminologie die Grenzwellenlänge eines Langpassfilters bezeichnet, bei der die Transmission 50% erreicht.

  Siehe auch Cut-Off Wellenlänge

FAQ  Filter
Filter sind optische Komponenten, die bestimmte Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche transmittieren, reflektieren oder absorbieren. Zu den Filtertypen gehören Bandpass, Langpass, Kurzpass, Interferenz-Notch und Rugate-Notch, Farbe, dichroitische und neutrale Dichte.

  Siehe auch Kaltlichtspiegel , Resonator , Zentralwellenlänge (ZWL) , Stoppband , Langpassfilter , Neutraldichtefilter (ND) , Rugate-Notchfilter , Wärmeschutzglas , Notchfilter , maximale Transmission , Kurzpassfilter , Halbwertsbreite (FWHM) , Bandbreite , Fluoreszenzfilter , Infrarotspiegel , dichroitische Filter , Cut-Off Wellenlänge , Wratten Filter , Cut-On Wellenlänge , Interferenzfilter , dichroitische Beschichtung

FAQ  Halbwertsbreite (FWHM)

Die Halbwertsbreite beschreibt die spektrale Bandbreite über welche ein Bandpassfilter lichtdurchlässig ist bzw. ein Notchfilter blockiert. Die obere und untere Grenze der Bandbreite ist als die Wellenlänge definiert, bei welcher der Filter 50% der maximalen Transmission aufweist.

  Siehe auch Filter , Bandbreite , Zentralwellenlänge (ZWL)

FAQ  Langpassfilter

Langpassfilter transmittieren Wellenlängen, die größer sind als die Grenzwellenlänge des Filters.

  Siehe auch Kurzpassfilter

FAQ  Neutraldichtefilter (ND)

Ein Filtertyp, der die Transmission in einem bestimmten Wellenlängenbereich gleichmäßig abschwächen soll (z. B. flacher Spektralverlauf). Er ist nützlich, um das Gesamtlicht in einem System zu dämpfen oder zu reduzieren.

FAQ  Notchfilter

Notchfilter blocken ein bestimmtes Spektralband und transmittieren alle anderen Wellenlängen im Auslegungsbereich des Filters. Notchfilter werden mit einer dielektrischen Beschichtungsmethode hergestellt, bei dem eine Reihe dünner Schichten dielektrischer Materialien mit alternierendem Brechungsindex verwendet werden.

FAQ  Optische Dichte (OD)

Die Optische Dichte beschreibt die Menge an Energie, die durch ein optisches Material durchgelassen wird. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Transmission des Materials. Je größer der OD-Wert, desto mehr Licht wird blockiert.

  Siehe auch kontinuierlich variabler Apodisationsfilter , Blockung , Neutraldichtefilter (ND)

FAQ  Peak Transmittance

The highest transmittance value for light being passed by a filter.

  See also Filter

FAQ  Maximale Transmission

Der höchste Transmissionswert für Licht, das von einem Filter durchgelassen wird.

FAQ  Reflexion

Strahlung, die nach dem Kontakt mit einer Materialoberfläche die Richtung, aber nicht die Wellenlänge ändert.

  Siehe auch Transmission , Parität

FAQ  Kurzpassfilter

Kurzpassfilter transmittieren Wellenlängen, die kürzer sind als die angegebene Designwellenlänge.

  Siehe auch Filter , Langpassfilter

FAQ  Transmission

Die Menge der Strahlungsenergie, die durch ein optisches Medium hindurchgeht und nicht absorbiert, reflektiert oder gestreut wird.

  Siehe auch Reflexion

FAQ  Wellenlänge

Der Abstand zweier Wellenberge einer eletromagnetischen Welle ist umgekehrt proportional zur Frequenz. Je länger die Wellenlänge, desto kleiner die Frequenz und umgekehrt je kürzer die Wellenlänge, desto höher ist die Frequenz.

Anwendungen für optische Filter

Die Optik ist für viele fortschrittliche Diagnoseverfahren und -technologien, die zur Blutanalyse verwendet werden, von entscheidender Bedeutung. Strahlteiler und verschiedene Arten von Filtern, wie Bandpass-, dichroitische, Langpass- und Kurzpassfilter, sind nur einige der am häufigsten verwendeten Filter.

Industrielle Bildverarbeitung

Da Schwarzweißkameras nicht in der Lage sind, verschiedene Farben zu unterscheiden, kann der Zusatz eines Farbfilters den Kontrast zwischen Objekten erheblich verbessern. Farbfilter hellen im Allgemeinen Objekte gleicher Farbe auf und verdunkeln Objekte unterschiedlicher Farbe (Abbildung 10).

Weitere Informationen zur Verwendung von optischen Filtern zur Verbesserung Ihrer Bildverarbeitungsanwendung finden Sie in unserem Anwendungshinweis Filter in der Bildverarbeitung.

Sample
Abbildung 10a: Kontrastverstärkung: Probe unter Prüfung.
No Filter
Abbildung 10b: Kontrastverstärkung: Kein Filter.
Red Filter
Abbildung 10c: Kontrastverstärkung: Roter Filter.
Green Filter
Abbildung 10d: Kontrastverstärkung: Grüner Filter.

Fluoreszenzmikroskopie

Die Fluoreszenzmikroskopie basiert auf Fluoreszenz, die durch Fluorophore induziert wird, und nicht auf Absorption, Streuung oder Reflexion. Sobald eine Probe mit einem Fluorophor gefärbt ist, absorbiert sie Energie eines bestimmten Wellenlängenbereichs, den sogennanten Anregungsbereich und emittiert die Energie in Form von Licht in einem anderen Wellenlängenbereich, der als Emissionsbereich bezeichnet wird.

Ein typisches Fluoreszenzmikroskop benötigt dementsprechend einen Anregungsfilter, einen dichroitischen Filter und einen Emissionsfilter sowie einen Detektor oder Sensor. Weitere Informationen darüber, wie diese Komponenten in das Fluoreszenzmikroskop passen, finden Sie in unserem Optische Mikroskopie: Fluoreszenz Anwendungshinweis.

Abbildung 11 (rechts): Fluoreszenzaufnahme von Mikrosphären
Fluorescence Microscopy
Fluorescence Microscopy
Abbildung 12: Eine allgemeine Fluorophor-Spektralkurve. Weitere Informationen über die Bedeutung von Fluorophoren in der Fluoreszenzmikroskopie finden Sie auf der Seite Fluorophore und optische Filter für die Fluoreszenzmikroskopie.
Fluorescence Microscopy
Abbildung 13: Die grundlegende optische Filteranordnung für die Fluoreszenzmikroskopie. Weitere Informationen zur Fluoreszenzmikroskopie finden Sie in der Anwendung Optische Mikroskopie: Fluoreszenzseite.

Durchflusszytometrie & Partikelanalyse

Die Durchflusszytometrie ist eine analytische Methode zum Zählen, Prüfen und Sortieren von Partikeln wie etwa Blutkörperchen in einer Blutprobe. Während diese Partikel durch ein fluides Teilsystem fließen, werden die Laser auf das strömende Fluid fokussiert. Partikel in der Flüssigkeit streuen dann das Licht in Abhängigkeit von der Größe und Form der Partikel und dieses gestreute Licht wird nach dem Durchqueren eines Filters von Detektoren eingefangen. In diesem System werden zusätzlich dichroitische Filter eingesetzt, um Licht bestimmter Wellenlängen zu den entsprechenden Detektoren zu leiten. Optische Filter sind entscheidend für die genaue Detektion von Partikeln, die in einem Durchflusszytometer fließen. Weitere Informationen darüber, wie die Produkte von Edmund Opics die Durchflusszytometrie und die Partikelanalyse unterstützen, finden Sie auf unseren Seiten zu Moderner Blutdiagnostik und Life-Science & Partikelanalyse.

Flow Cytometry & Particle Analysis

Hintergrundwissen

 

Einführung in
optische Filter

Lesen
 

Kundenspezifische Bandpassfilter
mit Kurzpass- und Langpassfiltern

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Fluorophore und optische Filter
für die Fluoreszenzmikroskopie

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Was sind
Neutraldichtefilter?

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Optik ermöglicht:
Moderne Diagnostik

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Häufig gestellte Fragen

Erfahren Sie mehr über optische Filter anhand unserer häufig gestellten Fragen.

 
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