¿Qué es un Filtro de Muesca?
Un filtro de muesca es un filtro óptico que atenúa (bloquea) sólo la luz en una banda específica de longitud de onda a un nivel muy bajo. Al mismo tiempo, transmite luz en otras bandas de longitud de onda a una velocidad de transmisión elevada.
Los filtros de muesca también se denominan filtros pasabanda. Generalmente, un filtro pasa banda se utiliza para transmitir sólo luz en una banda de longitud de onda específica, mientras que un filtro de muesca hace lo contrario (no transmite sólo luz en una banda específica).
Aplicación de los Filtros de Muesca
Los filtros de muesca se utilizan para eliminar la luz de excitación de un haz láser de longitud de onda única. Por lo general, un láser es un dispositivo que oscila con una luz de excitación para producir una intensidad y una potencia elevadas.
Emite luz a una sola longitud de onda, pero la luz de excitación puede mezclarse. Se pueden utilizar filtros de muesca para extraer la luz emitida por el láser y bloquear la luz de excitación.
Los filtros de muesca también se utilizan en la espectroscopia Raman y la espectroscopia de fluorescencia, que son instrumentos científicos analíticos que utilizan láser. Al cortar la luz de la fuente de luz de excitación, etc., y detectar sólo el espectro Raman o el espectro de fluorescencia que se va a medir, se pueden realizar mediciones con poco fondo.
Principio de los Filtros de Muesca
El filtros de muesca está hecho de una película multicapa dieléctrica, que se compone de múltiples capas de dieléctricos con diferentes índices de refracción, sobre un sustrato de vidrio ópticamente pulido. La película multicapa dieléctrica no absorbe la luz, y la diferencia de índice de refracción entre las capas provoca reflexión e interferencia, bloqueando así la luz en una banda específica. La transmitancia varía en función del ángulo de incidencia y de la polarización (polarización S o P). La longitud de onda central de la luz bloqueada se desplaza hacia longitudes de onda más cortas a medida que aumenta el ángulo de incidencia.
Las películas multicapa dieléctricas se componen de materiales con alto índice de refracción (índice de refracción 2~2,5), como el óxido de titanio y el tántalo. Los materiales con bajo índice de refracción (1~1,5), como el óxido de silicio y el fluoruro de magnesio, también forman películas multicapa dieléctricas. Estas películas pueden depositarse por deposición de vapor en vacío o por deposición por haz de electrones sobre un material dieléctrico.
La superficie del filtro es muy fuerte y resistente a los arañazos gracias a la película multicapa dieléctrica y al revestimiento AR antirreflectante, etc. Es posible suprimir la degradación del rendimiento debida al tiempo, la temperatura y la humedad y aumentar la transmitancia fuera de una región específica de longitud de onda. Además, se determina la dirección de incidencia, que generalmente se indica mediante una marca en forma de flecha en el borde del filtro. Si la incidencia es desde el extremo de la flecha o a lo largo de la flecha difiere según el fabricante, por lo que es necesario confirmarlo de antemano.
Más Información sobre los Filtros de Muesca
Términos Utilizados para Describir el Rendimiento de los Filtros de Muesca
Los siguientes términos son necesarios para definir el rendimiento de un filtro de muesca con el fin de seleccionar un filtro de muesca:
1. Densidad Optica
La densidad óptica (DO) indica en qué medida un filtro de muesca bloquea la luz láser a una longitud de onda determinada: DO = 6 indica una transmisión a la potencia de 10 menos 6, es decir, una transmitancia del 0,0001%; cuanto mayor sea el valor de DO, mayor será el índice de bloqueo.
Sin embargo, cuanto más alto es el valor de DO, más óptico es y más amplia tiende a ser la zona de bloqueo, por lo que se puede seleccionar un filtro de muesca con el valor de DO adecuado comprobando la intensidad del láser que se va a utilizar y conociendo el valor de DO suficiente para el bloqueo.
2. Longitud de Onda Central
La longitud de onda central es el rango de longitud de onda donde la luz no penetra el filtro de muesca y donde el valor OD es el mayor. Dado que el objetivo principal de los filtros de muesca es bloquear los láseres, la mayoría de los filtros de muesca disponibles en el mercado suelen estar diseñados para que la longitud de onda central coincida con la longitud de onda del láser más utilizado. Algunos fabricantes producen filtros de muesca a medida con una longitud de onda central seleccionada, pero son más caros que los disponibles comercialmente.
3. Región de Bloqueo
La región de bloqueo es la región de longitud de onda en la que la luz es bloqueada por el filtro de muesca. Se define por la anchura máxima a la mitad de la región en la que no se transmite luz. Los filtros de muesca se ajustan generalmente para tener una alta transmitancia en la región de longitud de onda fuera de la región de bloqueo, y algunos filtros tienen una transmitancia que disminuye a medida que la región de longitud de onda se aleja de la región de bloqueo. Por lo tanto, cuando se mide un espectro amplio, es necesario comprobar previamente el espectro de transmitancia en la gama de longitudes de onda de medición, ya que existe el problema de que la luz objetivo no pueda atravesar el filtro de muesca.