Snel antwoord

Optische dichtheid (OD) is een logaritmische manier om demping uit te drukken: transmissie is gelijk aan 10 verheven tot de negatieve OD, dus OD 1 laat 10% door, OD 2 laat 1% door en OD 3 laat 0.1% door. Bepaal eerst de exacte transmissie die u nodig heeft, reken deze om naar OD en kies vervolgens een filter waarvan de nominale dichtheid overeenkomt met of iets hoger is dan die waarde. Voor breedbandtoepassingen biedt een metallisch gecoat ND-filter van gesmolten silica een gelijkmatige demping zonder de spectrale verschuivingen van absorberend glas.

De wiskunde achter optische dichtheid

Optische dichtheid wordt gedefinieerd als OD = -log10(T), waarbij T de fractie van het doorgelaten licht is. Deze logaritmische schaal is handig omdat elke hele OD-eenheid een tienvoudige reductie in intensiteit vertegenwoordigt. Bijvoorbeeld, OD 0.3 laat ongeveer 50% door, OD 1 laat 10% door, OD 2 laat 1% door en OD 3 laat 0.1% door. Omgekeerd geldt T = 10^(-OD). De relatie is exact en onafhankelijk van de golflengte, daarom wordt OD gebruikt in fotonica, fotografie en laserveiligheid.

Een veelgemaakte fout is om OD te verwarren met transmissiepercentage of om aan te nemen dat OD-waarden lineair optellen. In werkelijkheid levert het stapelen van twee filters met OD 1 en OD 2 een gecombineerde OD op van 3 (0.1% transmissie), omdat de transmissies vermenigvuldigen: 0.1 × 0.01 = 0.001. Wanneer u een nauwkeurige demping nodig hebt, bereken dan het product van de transmissies in plaats van de OD-getallen direct op te tellen—hoewel het optellen van OD een handige shortcut is wanneer de filters identiek zijn.

Optische dichtheid versus transmissie is een veelvoorkomend punt van verwarring. Onthoud dat een hoge OD een lage transmissie betekent. Als een specificatie 'OD 4' vermeldt, staat dat voor 0.01% transmissie—vaak gebruikt voor laserveiligheid of het blokkeren van strooilicht. Controleer altijd of de OD van een filter is gespecificeerd bij een bepaalde golflengte of gemiddeld over een bereik, omdat metalen en absorberende filters zich anders gedragen over het spectrum.

Keuze tussen metalen en absorberende ND-filters

Metalen neutrale dichtheidsfilters gebruiken een dunne metaallegeringsfilm, zoals Inconel, op een substraat. Ze bieden uniforme demping over een breed spectraal bereik, van ultraviolet tot infrarood, omdat het metaal breed absorbeert en reflecteert in plaats van te vertrouwen op golflengteafhankelijke absorptie. Esco Optics biedt metaalgecoate filters op gesmolten silica of N-BK7 glas; gesmolten silica breidt de transmissie dieper uit in het UV en kan hogere temperaturen aan dan N-BK7.

Absorberende glasfilters (niet aangeboden door Esco Optics) worden vaak gebruikt in fotografie omdat ze goedkoop zijn, maar ze kunnen kleurverschuivingen veroorzaken en zijn mogelijk niet echt neutraal over een breed spectrum. Voor lasertoepassingen hebben metalen ND-filters over het algemeen de voorkeur omdat ze beter bestand zijn tegen lasersschade en hun dichtheid in de loop van de tijd behouden. Het nadeel is dat metalen filters een aanzienlijk deel van het geblokkeerde licht reflecteren, wat terugreflecties kan veroorzaken; u moet het filter mogelijk iets kantelen of een bundelvanger gebruiken.

Controleer bij het kiezen van een metallieke ND-filter het substraatmateriaal. Gesmolten silica is ideaal voor UV- of hoogvermogenstoepassingen, terwijl N-BK7 een kosteneffectieve keuze is voor zichtbaar licht. De metalliek gecoate filters van Esco zijn verkrijgbaar met nominale dichtheden van 0.1 tot 4.0, en u kunt het materiaal en de dichtheid als opties kiezen. Zorg er altijd voor dat de vrije opening en dikte van het filter passen bij uw houder en overweeg of u een gemonteerd of ongemonteerd filter nodig heeft.

Stap voor stap: hoe u een ND-filter berekent en selecteert

  1. Definieer uw vereiste transmissie: Bepaal de exacte fractie licht die u moet doorlaten. Als u bijvoorbeeld een bundel van 100 mW wilt reduceren tot 1 mW, heeft u T = 0.01 (1%) nodig. Schrijf dit getal op voordat u naar filters kijkt. Controlepunt: werkt u in transmissiepercentage of optische dichtheid? Converteer eerst naar transmissie om verwarring te voorkomen.
  2. Converteer transmissie naar optische dichtheid: Gebruik de formule OD = -log10(T). Voor T = 0.01 is OD = 2. Voor T = 0.5 is OD = 0.3. Als u een niet-standaardwaarde nodig heeft, bereken deze dan nauwkeurig in plaats van af te ronden op het dichtstbijzijnde gehele getal. Te vermijden fout: aannemen dat OD en transmissie lineair gerelateerd zijn. Ze zijn logaritmisch, dus kleine OD-veranderingen kunnen grote transmissieverschillen betekenen.
  3. Koppel aan beschikbare nominale dichtheden: Esco Optics metalen ND-filters zijn verkrijgbaar in nominale dichtheden zoals 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.3, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 en 4.0. Kies de dichtheid die het dichtst bij uw berekende OD ligt. Als exacte transmissie cruciaal is, kunt u twee filters stapelen om de totale OD fijn af te stemmen. Controlepunt: Controleer de gespecificeerde OD-tolerantie van het filter—de nominale dichtheid kan met ±5% of meer variëren.
  4. Kies het substraatmateriaal: Kies gesmolten silica voor UV (onder 400 nm) of voor gebruik met hoogvermogenlasers, en N-BK7 voor toepassingen met zichtbaar licht waar kosten een prioriteit zijn. Esco's metalen ND-filters zijn verkrijgbaar met beide substraten. Te vermijden fout: N-BK7 gebruiken voor UV-werk—het absorbeert onder 350 nm en kan fluoresceren, wat de prestaties vermindert.
  5. Controleer maat en montage: Controleer de diameter en dikte van het filter ten opzichte van uw optische houder. Esco biedt standaardmaten aan; als u een aangepaste maat nodig heeft, neem dan contact op met de fabrikant. Zorg ervoor dat de vrije opening groot genoeg is voor uw bundel. Controlepunt: Laat een marge—als uw bundel 20 mm is, biedt een filter van 25 mm slechts 2.5 mm ruimte per zijde.
  6. Test en bevestig de demping: Meet na het installeren van het filter het werkelijke doorgelaten vermogen met een gekalibreerde detector. Omgevingsfactoren, invalshoek en bundelpolarisatie kunnen de prestaties beïnvloeden. Pas indien nodig aan door het filter te kantelen of een andere dichtheid te kiezen. Te vermijden fout: ervan uitgaan dat het filter precies werkt zoals gespecificeerd—controleer dit altijd in uw werkelijke opstelling.

Productgegevens

  • Filters, metallisch, gecoat, neutrale dichtheid, gesmolten silica: Metaal gecoate neutrale dichtheidsfilters gebruiken een substraat van gesmolten silica met een precisie Inconel-coating die zorgt voor uniforme demping over een breed spectraal bereik. Gesmolten silica biedt een betere UV-transmissie en thermische stabiliteit dan N-BK7, waardoor dit filter geschikt is voor breedband- of hoogvermogenstoepassingen waarbij consistente dichtheid essentieel is.
  • Gesmolten silica precisie kwaliteit vlakke spiegels, UV-verbeterd aluminium: Gesmolten silica precisie kwaliteit vlakke spiegels met UV-verbeterde aluminium coating bieden een Ravg > 90% van 250-450 nm en zijn gepolijst tot 1/10 golf oppervlaktenauwkeurigheid en 40/20 kras/put over een 85% apertuur. Als uw opstelling het sturen van de verzwakte bundel vereist, behouden deze spiegels de golffrontkwaliteit en UV-reflectiviteit, ter aanvulling van een metallische ND-filter in een laserpad.