光学滤光片的性能指标

 滤光片的性能指标是使用一种语言对滤光片性能进行必要的描述，且所用说明的语言可以被系统设计者、用户、滤光片的制造者等很容易的接受。有时滤光片生产者会根据滤光片可实现的性能进行编写，可能为了用户，或者并没有明确应用的标准产品目录，这里我们不讨论后者。在大多数情况下，性能指标常常是由系统设计者来编写的。为了从系统中获得理想的性能，设计者会在指标中描述滤光片所要求的性能。在编写这样的指标时，首先必须回答的一个问题是：滤光片是用来做什么的？滤光片的目的必须被清楚地确定下来，并且这将会是编写工作的基础。对于如何具体说明性能详情，确实没有系统的方法。有时，滤光片所应用的系统性能必须达到一定的水平，否则在进一步说明中将会没有着重点。滤光片的性能应该可以很容易的确定下来，但是，这常常不是一件容易的事情。对于性能来说，不存在优良的要求，性能应该在复杂性或可能价格允许的范围内尽可能的高。在这种情况下，系统采用不同性能的滤光片，其性能必须与其造价、复杂性，以及能否对合理情况作出判断相平衡。*终的指标将会是所要求的情况与可实现的情况的折中。

这里举一个例子，让我来简单地思考这个问题：在连续谱中如何获得一条谱线。很明显，需要的是窄带滤光片，但是需要什么样的带宽和什么类型的滤光片呢？滤光片透射的谱线能量主要取决于其峰值透过率（假设在问题中滤光片的峰值位置总可以调整到谱线），而连续谱的能量将取决于透射率曲线下方的总面积，包括远离峰值的波长截止区。通带越窄，则谱线与连续谱的对比度就越高，特别是随着通带的变窄，一般会提高截止度。然而，由于通带的变窄会增加制造苦难，所以通带越窄，造价会越高；并且由于进一步增加光非准直性的敏感度，所以也会使得可允许焦比变大。这里的后一点意味着，对于相同的视场，拥有较窄带宽的滤光片必须做的更大，这样可以使用较大的焦比，但这会增加制作难度和整个系统的复杂性。另一个提高滤光片性能的方法是增大通带的边缘陡度但仍保持相同的宽带。一个矩形的通带形状和具有相同半宽度的简单法布里-珀罗滤光片相比，有更高的对比度，并且该通带有一个额外的优势是，远离滤光片峰值的截止度也会变得更大。通过1/10带宽或1/100带宽描述，这一边缘陡度可以被确定。同样地，边缘越陡，制作越困难，并且造价越高。

由于率光片像其他任何人造产品一样，不能制造得出完全符合说明书的规范，因此一些允许值必须说明。对于窄带滤光片，应该给定容差的主要参数是：峰值波长、峰值透射率和带宽。因为几乎所有的应用中都是峰值透过率越高越好，通常说明它的下限就足够。对于峰值波长容差主要有两个方面。**，在滤光片表面上峰值波长的均匀性。在薄膜上总会有一些变化，尽管非常小，但必须给定一定的限度。通常*好在规格中限定均匀性误差，使其不超过半宽度的三分之一。**，在滤光片的整个区域上测量平均峰值波长的误差。这个允许值常常是正的，因此滤光片总是可以通过倾斜来调整到正常波长。对于给定的宽度，在任何应用中所允许的倾斜量将在很大程度上由系统的孔径和市场来决定，因为随着倾斜角的增大，滤光片所能接收的入射角的全部范围会下降。

滤光片的宽带也应该被规定，并且给予其一个允许量，但是因为非常准确地控制带宽很困难，通常不能够将带宽限制得很严格，并且允许量应该尽可能的宽，一般来说，不小于标准值的0.2倍，除非它有特殊要求。

在光学性能指标中另一个重要的参数是截止区的截止度，这一参数可以通过多个不同的方式来定义，或者是整个范围内的平均透过率，或者是整个范围内任意波长的优良透射率，它们都可以给出一个上限。**种常常应用在干扰源时连续谱的情况，**种应用于线源，在这种情况下，所应用的波长如果是已知的，则应该说明。

另一种完全不同的滤光片性能的说明方法是绘制透射率随波长变化的包络，率光片的性能一定不能落在包络所覆盖的区域之外重要的是对率光片的接受角也应该作出说明。这种类型的指标要比上面提到的**种更明确，然而，这种指标说明存在一个不足，那就是当用平均值可能刚好的时候，该方法用优良的方式对每个环节进行描述，这就可能显得非常苛刻。进一步来讲，我们不可能设计一种测试方式来确定滤光片是否符合这种类型的优良指标，测试仪器的有限宽带洗后都会影响。因此，如果要用这种方法来描述滤光片，建议包括一个注释，测试仪器的有限宽带*后都会影响。因此，如果要用这种方法来描述滤光片，建议包括一个注释，也就是在每一个波长上所描述的滤光片性能是一定间隔上性能的平均。

一般来说，关于光学性能指标描述已经几乎不用再补充了。在任何一种应用中，这些原因将会表现出不同的重要性，并且每种情况在很大程度上必须从他们自身的目标来考虑。很明显，在这一领域，重要的是系统设计者与滤光片设计者的工作紧密结合起来。

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