إنها تنتمي إلى عائلة كلاسيكية من النظارات البصرية المصممة لنقل الأشعة تحت الحمراء. وتتمثل وظيفتها الأساسية في حجب الأشعة فوق البنفسجية (UV) والطيف المرئي بالكامل (البنفسجي والأزرق والأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر) ونقل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) فقط.
الخصائص الرئيسية:
· النوع: فلتر امتصاص
· المادة: زجاج بصري مطلي بالنحاس
· الوظيفة الأساسية: نقل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة (IR) مع حجب الضوء المرئي تمامًا.
· المظهر البصري: تظهر هذه المرشحات باللون الأسود أو البنفسجي الداكن جداً للعين البشرية لأنها تمتص كافة الأطوال الموجية المرئية.
---
كيف تعمل (آلية الامتصاص)
يحتوي المنشط الرئيسي، أكسيد النحاس (CuO)، على مستويات طاقة إلكترونية تم ضبطها بشكل مثالي لامتصاص الفوتونات عبر طيف الضوء المرئي بأكمله (حوالي 400-700 نانومتر). يتم تحويل الطاقة الناتجة عن هذه الفوتونات الممتصة إلى حرارة. ومع ذلك، فإن طاقة فوتونات الأشعة تحت الحمراء (عادةً> 700 نانومتر) منخفضة جدًا بحيث لا يمكن امتصاصها بواسطة هذه التحولات الإلكترونية، مما يسمح لضوء الأشعة تحت الحمراء بالمرور عبر الزجاج بكفاءة عالية.
الأداء الطيفي والاختلافات بين HWB1 وHWB3 وHWB4
يكمن الاختلاف الرئيسي بين هذه المرشحات في الطول الموجي المقطوع، وهي النقطة المحددة التي تنتقل عندها من حجب الضوء إلى نقله. وهذا يحدد أي جزء من طيف الأشعة تحت الحمراء يعزلونه.
HWB1:
· الطول الموجي المقطوع: لديه أقصر طول موجي مقطوع من بين الثلاثة، وعادة ما يكون حوالي 720 نانومتر تقريبًا.
· الإرسال: يبدأ بنقل الضوء على حافة الطيف الأحمر المرئي ويصل إلى ذروة الإرسال في الأشعة تحت الحمراء القريبة (حوالي 800 نانومتر وما بعدها). يسمح لبعض الضوء الأحمر العميق بالمرور.
· الحجب: حجب ممتاز للأشعة فوق البنفسجية ومعظم الضوء المرئي، على الرغم من أنه قد يكون به "تسرب" طفيف في اللون الأحمر العميق.
· التطبيق: مفيد للتطبيقات التي تتطلب الانتقال من اللون الأحمر المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء.
HWB3:
· الطول الموجي المقطوع: مرشح IR "أعمق" من مرشح HWB1. يتم تحويل القطع إلى طول موجي أطول، عادةً حوالي 800 نانومتر.
· ناقل الحركة: يحجب بشكل فعال جميع الضوء المرئي، بما في ذلك اللون الأحمر الداكن. إنه ينقل نطاقًا نقيًا من الأشعة تحت الحمراء القريبة، مع ذروة انتقال غالبًا ما تكون أعلى من 850 نانومتر.
· الحجب: حجب الضوء المرئي الفائق مقارنة بـ HWB1. إنه مرشح "أسود" حقيقي للعين البشرية.
· التطبيق: العمود الفقري للعديد من تطبيقات الأشعة تحت الحمراء القياسية التي تتطلب نقل الأشعة تحت الحمراء النقي دون تلوث الضوء المرئي.
HWB4:
· الطول الموجي المقطوع: لديه أطول طول موجي مقطوع بين هذه المجموعة. إنه مرشح الأشعة تحت الحمراء "الأعمق".
· الإرسال: يبدأ الإرسال بأطوال موجية أطول من الأشعة تحت الحمراء (على سبيل المثال، > 900 نانومتر) وله نطاق إرسال أضيق في طيف الأشعة تحت الحمراء.
· الحجب: يوفر أفضل حجب لكل من الضوء المرئي والأطوال الموجية الأقصر للضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء.
· التطبيق: يستخدم لعزل نطاقات الأشعة تحت الحمراء المحددة ذات الموجة الأطول وللتطبيقات التي يكون فيها أي تسرب للأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الأقصر أو الضوء الأحمر غير مقبول.
التطبيقات المشتركة
إن القدرة على نقل الأشعة تحت الحمراء أثناء حجب الضوء المرئي تجعل هذه المرشحات مهمة في العديد من المجالات:
1. رؤية الآلة والمراقبة:
· المراقبة بالأشعة تحت الحمراء: تستخدم جنبًا إلى جنب مع مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء وكاميرات CCTV الحساسة للأشعة تحت الحمراء للمراقبة الليلية السرية. يحجب الفلتر كل الضوء المرئي، مما يسمح للكاميرا برؤية مشهد الأشعة تحت الحمراء المضيء فقط، وهو غير مرئي للعين البشرية.
· التفتيش الصناعي: يستخدم للكشف عن السمات أو المواد التي لها انعكاس أو امتصاص مختلف في طيف الأشعة تحت الحمراء مقارنة بالضوء المرئي (على سبيل المثال، فحص رقائق السيليكون، والرؤية من خلال بعض الدهانات أو الأصباغ).
2. الأجهزة العلمية:
· القياس الطيفي: عزل نطاق الأشعة تحت الحمراء للتحليل الكيميائي، مثل قياس تراكيز المركبات العضوية.
· الفحص المجهري الفلوري: يستخدم كمرشح مانع في الأنظمة المعتمدة على الأشعة تحت الحمراء أو في تقنيات التصوير المتخصصة بالأشعة تحت الحمراء.
· تكنولوجيا الليزر: تصفية وتكييف الضوء في البيئات التي تستخدم أشعة الليزر تحت الحمراء (على سبيل المثال، ليزر Nd:YAG بسرعة 1064 نانومتر).
3. أجهزة التحكم عن بعد والإلكترونيات:
· نوافذ جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء: النافذة السوداء الموجودة على التلفزيون أو جهاز الاستريو والتي تستقبل الإشارات من جهاز التحكم عن بعد غالبًا ما تكون مصنوعة من زجاج من نوع HWB. يبدو باللون الأسود لإخفاء المكونات الداخلية ولكنه شفاف تمامًا لإشارة الأشعة تحت الحمراء من جهاز التحكم عن بعد.
4. التصوير الفوتوغرافي:
· التصوير بالأشعة تحت الحمراء: على الرغم من أنها أقل شيوعًا من مرشحات التداخل لهذا الغرض، إلا أنه يمكن استخدامها مع مستشعرات الكاميرا الحساسة للأشعة تحت الحمراء لإنشاء صور ذات ألوان زائفة أو صور طبيعية سريالية عن طريق تسجيل ضوء الأشعة تحت الحمراء المنعكس فقط.
اعتبارات هامة وعيوب
· تراكم الحرارة: هذا هو العامل الأكثر أهمية. وبما أن هذه المرشحات تمتص الطيف المرئي بأكمله، فإنها تحول كمية هائلة من الطاقة إلى حرارة. تحت مصادر الضوء الساطع (على سبيل المثال، مصابيح الهالوجين، ضوء الشمس)، يمكن أن تصبح ساخنة للغاية وسوف تتشقق بسبب الإجهاد الحراري إذا لم يتم تبديد الحرارة بشكل صحيح أو حمايتها بمرشح ثانوي لامتصاص الحرارة (مثل الزجاج من نوع KG).
· "تسريبات" ناقل الحركة الثانوي: قد تحتوي بعض نظارات الامتصاص بالأشعة تحت الحمراء على نطاق إرسال ثانوي صغير جدًا وغير مقصود باللون الأحمر البعيد أو في جزء آخر من الطيف. ويجب أن يتميز هذا للتطبيقات العلمية الهامة.
· ممر الموجة الثابت: على عكس مرشحات التداخل، فإن منحنى الإرسال الخاص بها ثابت بواسطة كيمياء الزجاج ولا يمكن تخصيصه بحواف حادة.
· الهشاشة: كونها زجاجية فهي هشة وعرضة للكسر من الصدمات الميكانيكية.
باختصار، سلسلة HWB هي مرشحات امتصاص أساسية لعزل الأشعة تحت الحمراء. HWB3 هو مرشح تمرير الأشعة تحت الحمراء للأغراض العامة الأكثر شيوعًا. يعتمد الاختيار بين HWB1 وHWB3 وHWB4 على الطول الموجي المحدد المطلوب لحجب الضوء المرئي تمامًا مع تحسين نقل الأشعة تحت الحمراء لتطبيق معين. إنها مكونات أساسية في أي نظام يتطلب إضاءة أو اكتشاف غير مرئي بالأشعة تحت الحمراء.
زجاج مرشح ملون بصري
مرشحات الكاميرا
عدسة بصرية
الآن الاتصال