一篇文章带你认识滤光片的世界

滤光片，即拥有滤光效果的片状光学元件，能够针对光学进行有效滤波、分光、衰减以及反射，在不同的应用领域，滤光的目的可不仅仅是为了简单的进行滤波处理，它的“滤光”功能可根据实际应用情况而变化。

分类特征

从整体分类上，一般可以分为颜色滤光片和镀膜滤光片，颜色滤光片一般在制作加入特殊染料使其具备光学特性，镀膜滤光片通过其镀制的特殊结构膜层材料获得一定的光学筛选特性。

从光谱波段，一般分为：

紫外滤光片180-400nm

可见光滤光片400-700nm

红外光700nm-14μm

红外滤光片还可分为近红外700nm-1.5μm，中红外1.5-6μm，远红外6-14μm

这是滤光片制作所形成的一个光谱分类，与我们的光线波段略有一些区别，这些区别具体跟滤光片的基材以及镀膜工艺相关。

光谱分类的很好理解，即用于筛选该类型光谱范围内特定的波段，如紫外滤光片则用于筛选特定紫外范围的光线，可见光和红外同理。

从光谱类型分类一般分为：带通滤光片、截止滤光片、陷波滤光片（也叫带阻滤光片、负性滤光片）。

带通滤光片，即光谱中拥有一条（单带通）或多条（多带通）某个区间范围的通带，主要基于法布里-珀罗腔的相长干涉条件，这使得中心波长和中心波长两侧小范围内的光能够有效地透射，而通带外的光则会被阻止透射。

根据通带范围的大小，我们一般分为宽带滤光片和窄带滤光片，一般情况下窄带滤光片需要单独强调，其通过的通带范围为其中心波长的5%以下，宽带滤光片一般具备较广的适应性，而窄带滤光片则拥有更高的精度，通带范围越小越精准。

截止滤光片，截止滤光片一般指的是特定某个范围以上或以下光截止的滤光片，光通过短波截止长波方向的一般称为短波通滤光片；通过长波方向截止短波方向光的一般称为长波通滤光片。

最常见短波滤光片的就是我们手机镜头里的红外截止滤光片，它就是作为截止红外光的短波滤光片，其次还有安防监控，红外截止滤光片能够有效阻截白天红外光对数字图像传感器的影响。其次便是生活中常见的长波通滤光片，如家用光子美容仪，其内部就配置了用于长波治疗美容光的滤光片，当然有些针对性美容是用带通滤光片。

从功能原理分类一般分为：吸收滤光片、反射滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片（也叫ND衰减片）、偏振滤光片、干涉滤光片。

吸收滤光片，通过树脂材料或者玻璃材料在制作过程中加入特殊染料或吸光物质形成具有一定吸收光线能力的滤光片，吸收型滤光片常见的代表有有色玻璃、中性密度滤光片；

有色玻璃是吸收滤光片的一种常见形式，通过在玻璃中加入某些有色金属氧化物等着色剂，使得玻璃对某些波长范围的光具有强烈的吸收能力，而透过光则呈单色性。这种滤光片在摄影、显示器等领域有广泛应用。

中性密度滤光片也叫ND滤光片或ND镜，通常由多层薄膜堆积而成，能够将所有波长的光线都均匀吸收。透过的光线强度大约是输入光线的1/n（n为ND值）。这种滤光片主要用于调节光线强度，在摄影、摄像等领域有广泛应用。

（650nm反射镜）

反射滤光片，反射滤光片最大的特征就是高反射，反射滤光片的最大特征就是其内部的反射镜结构，这种结构使得滤光片能够在特定波段范围内呈现高反射，而在其他波段范围则可能呈现高透过。

（1550nm反射镜）

比如常见的某个固定波段反射的反射型滤光片，比如1550nm反射镜，它在1550nm某个范围区间呈现高反射，但在其他波段范围可能呈现高透过，这种特性使得1550nm反射镜在激光系统、光学通信等领域有广泛应用，例如用于激光器的输出耦合镜、光学隔离器等。

分光滤光片，分光滤光片最明显的一个常见产品便是二向色镜及一些比例的分光镜（如5：5分光镜-半透半反）。二向色镜（Dichroic Mirrors ）又称双色镜，常用于激光技术中。其特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射。采用硬膜生产工艺，对特定的荧光团分析进行隔离和识别，可改变特定激光的光路方向分束与合光，以节省能耗并提升设备精确度，其特点有激光损失小，高投射性，高反射镜，波长定位准。

（透蓝绿反红二向色镜）

偏振滤光片，也叫偏振片，它的工作原理类似于百叶窗。能有选择地让某个方向振动的光线通过，这种特性使得偏振片在改变光的平衡和减少眩光方面非常有效，在彩色和黑白摄影中常用来消除或减弱非金属表面的强反光，从而消除或减轻光斑。例如，在景物和风光摄影中，常用来表现强反光处的物体的质感，突出玻璃后面的景物，压暗天空和表现蓝天白云等。

干涉滤光片是一种利用光的薄膜干涉原理，只使特定光谱范围的光通过的光学薄膜，通常由多层薄膜构成，当光通过干涉滤光片的多层薄膜结构时，不同波长的光在膜层之间发生反射和干涉。这种干涉会导致特定波长的光波相互增强，而其他波长的光波相互抵消。这样，只有满足特定条件的波长能够透过滤光片，而其他波长的光则被反射或吸收。

（图源百度百科，侵删）

从膜层类型分类，我们可以简单分为软膜滤光片和硬膜滤光片。

软膜滤光片是一种由多层薄膜组成的光学元件，通常，这些薄膜可能由硫化锌、冷冻剂、甚至是银等材料制成。这些膜层具有相对较低的硬度，且通过精确控制膜层的材料、厚度和结构，可以实现对光波传输特性的精确调控。当光线通过软膜滤光片时，不同波长的光波会在膜层中发生干涉、衍射等效应，从而导致特定波长的光波被反射、吸收或透射。

（蓝宝石滤光片）

硬膜滤光片是一种具有特殊膜层的光学元件，膜层具有较高的硬度和激光损伤阈值。这种高硬度使得硬膜滤光片能够承受高强度的激光照射而不易受到损害，因此它广泛应用于激光系统应用中。硬膜滤光片的膜层通常由多层特殊材料组成，这些材料经过精密设计和制备，以实现对特定波长激光的精确调控。当激光通过硬膜滤光片时，膜层会对激光进行吸收、反射、透射或散射等操作，从而实现对激光光谱的调控。

从基材类型分类，我们简单可以分为两个大类，塑料基滤光片和玻璃基滤光片，其次还有一些单晶基材等，不同的基材结构也导致了滤光片镀制后性能的最优参数。

（红外亚克力滤光片）

塑料滤光片以聚碳酸酯、聚乙烯等塑料为基础材料，具有轻便、成本低、易于加工成型等特点，特别适合大规模生产，但耐温性和化学稳定性较低，且透过率有限，容易受环境影响而老化，可能需要频繁更换，适用于短期使用或低强度应用，如户外拍摄、玩具、装饰品等。

（热吸收玻璃）

玻璃滤光片以光学玻璃为基材，由于不同的玻璃牌号（如BK7、K9等）不同，其性质也不一，玻璃镀膜的滤光片具有优异的光学性能和化学稳定性，具有耐磨损、抗腐蚀，能够在恶劣环境下长时间使用，不易受温度变化影响，在可见光和近红外波段具有理想的高透过率，能够满足大多数光学应用的需求。 

不同的基材都有自身的适用性以及短板，比如到了远红外应用下，玻璃基材的缺陷也就随着溢出，此刻就需要选择其它的备选型基材，如硅、锗。

关于滤光片的认识介绍，就先简单了解到这里，更多精彩内容可以关注我们的新闻栏目最新更新动态内容！