什么是窄帶濾光片？瑞研光學(xué)

窄帶濾光片是一種特殊的帶通濾光片，它允許通過(guò)的光的波長(zhǎng)范圍（帶寬）很窄。與普通帶通濾光片相比，其對(duì)波長(zhǎng)的選擇性更強(qiáng)，能更精準(zhǔn)地篩選出特定波長(zhǎng)的光，只讓極窄波段的光通過(guò)，其余波長(zhǎng)的光則被截止。

窄帶濾光片也是基于光的干涉原理工作。和一般帶通濾光片一樣，它是由多層不同折射率的薄膜材料交替堆疊而成。

由于薄膜的層數(shù)、厚度以及材料的折射率等參數(shù)經(jīng)過(guò)精確設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制，使得只有在非常窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，光在各薄膜層界面反射和折射產(chǎn)生的干涉作用才能讓光相互加強(qiáng)并透過(guò)，而稍偏離這個(gè)波長(zhǎng)范圍，干涉就會(huì)使光減弱或抵消，從而無(wú)法通過(guò)濾光片。

帶寬極窄：這是窄帶濾光片顯著的特點(diǎn)。例如，在某些光學(xué)實(shí)驗(yàn)或光學(xué)儀器中使用的窄帶濾光片，其帶寬可能小于 10nm，甚至可以達(dá)到 1nm 以下。比如在激光選頻應(yīng)用中，需要帶寬小于 3nm 的窄帶濾光片來(lái)精確選取特定頻率的激光。

高透過(guò)率：在其窄帶通范圍內(nèi)，透過(guò)率較高。優(yōu)秀的窄帶濾光片在通帶內(nèi)透過(guò)率能夠達(dá)到 80% - 90% 以上。這是為了確保在篩選出特定波長(zhǎng)光的同時(shí)，讓這些光盡可能多地通過(guò)，減少光能量的損失。

中心波長(zhǎng)精度高：中心波長(zhǎng)（CWL）的準(zhǔn)確性要求很高。因?yàn)槠鋷捄苷?，所以中心波長(zhǎng)的微小偏差都可能導(dǎo)致所需波長(zhǎng)的光不能有效通過(guò)。例如在熒光檢測(cè)中，中心波長(zhǎng)的精度可能需要控制在 ±1nm 以內(nèi)，以確保能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到特定熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光波長(zhǎng)。

熒光顯微鏡：在生物醫(yī)學(xué)研究中，用于觀察細(xì)胞和組織中的熒光標(biāo)記。不同的熒光染料會(huì)在特定波長(zhǎng)發(fā)出熒光，窄帶濾光片可以精確地選取這些熒光波長(zhǎng)，減少背景光干擾，提高成像的對(duì)比度和分辨率。例如，綠色熒光蛋白（GFP）在約 509nm 處發(fā)出熒光，使用中心波長(zhǎng)為 509nm、帶寬很窄的濾光片，就能很好地觀察到 GFP 標(biāo)記的生物結(jié)構(gòu)。

天文學(xué)觀測(cè)：用于對(duì)天體發(fā)射的特定光譜線進(jìn)行觀測(cè)。比如，在觀測(cè)恒星的元素組成時(shí)，某些元素會(huì)在特定的窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射譜線。通過(guò)窄帶濾光片可以分離并觀察這些譜線，從而分析恒星的化學(xué)成分。像氫原子的巴耳末系 α 線（H - α 線，波長(zhǎng)約為 656.3nm），使用窄帶濾光片可以更清晰地觀測(cè)這條譜線，幫助天文學(xué)家研究恒星的形成和演化等。

激光系統(tǒng)：在激光產(chǎn)生和應(yīng)用過(guò)程中，用于選擇和穩(wěn)定激光的波長(zhǎng)。例如，在可調(diào)諧激光系統(tǒng)中，窄帶濾光片可以精確地限制激光輸出的波長(zhǎng)范圍，提高激光的單色性和穩(wěn)定性。對(duì)于一些高精度的激光加工、激光通信等應(yīng)用場(chǎng)景，窄帶濾光片是常用的光學(xué)元件。