目录
摘要 ..................................................................................................X ABSTRACT ..................................................................................... XI 引言 .................................................................................................XII 第一章绪论 (1)
1.1DWDM中薄膜滤光片的历史背景和研究现状 (1)
1.1.1历史回顾 (1)
1.1.2研究现状 (2)
1.2DWDM中薄膜滤光片研究的意义及前景 (4)
第二章光学薄膜特性的理论计算 (6)
2.1偏振光和部分偏振光 (6)
2.2 P偏振和S偏振 (7)
2.3单层薄膜的干涉原理 (7)
2.4单层薄膜的反射率 (8)
2.5多层薄膜的反射率 (13)
第三章F-P型薄膜滤光片的设计 (16)
3.1干涉滤光片 (16)
3.2F-P腔以及它为何具有频率选择性 (17)
3.3密集波分复用（DWDM）干涉滤光片的设计要求 (17)
3.4基板和薄膜材料的选择 (19)
3.5DWDM窄带F-P薄膜滤光片的设计 (20)
3.6DWDM窄带F-P薄膜滤光片的寻优设计 (23)
3.6.1对称周期膜法 (23)
3.6.2主体参数寻优法 (25)
3.6.3结论 (26)
第四章总结 (27)
致谢 (29)
参考文献 (30)
摘要
随着密集波分复用技术的发展，滤光片做为其中很重要的一种光学器件其技术也得到了突飞猛进的发展。本文将会介绍密集波分复用系统中窄带F-P薄膜滤光片的设计。
首先介绍了DWDM系统中窄带F-P薄膜滤光片的历史背景和研究现状以及发展前景。作为背景知识，介绍了光的传输矩阵，光的偏振状态，干涉滤光片，F-P腔的工作原理，DWDM系统对薄膜干涉滤光片的基本要求，为了满足设计要求一方需要精心选择基板和薄膜材料，另外一方面要寻找性能优良的膜系。接下来，先给出了几种常见的膜系结构，然后通过MATLAB仿真得出其透射曲线。通过其透射曲线分析得出设计滤光片的的几条结论。最后给出了两种设计满足设计要求的滤光片的寻优方法：对称周期膜法和主体参数寻优法。
关键词：密集波分复用、F-P滤波器、薄膜干涉滤波器、膜系设计
Abstract
With the development of DWDM technology, filter as an important element of DWDM system also get a rapid development. In this page the design of narrow band F-P film optic filter used in DWDM system will be described.
First, the history, research actuality and research foreground of narrow band F-P film interference filter used in DWDM system are described. Second the matrix of optic transmit, the polarization state, interference optic filter, the F-P filter are present. The basic performance of film interference filters used in DWDM system are presented. In response to the requirement it is important that coating materials and substrates must be selected carefully. In this passage we give different film, adopting the method of simulated on the MATLAB. At last, there are two better design methods: symmetry cycle film method and principal part excellent method.
Key words: DWDM, F-P filter, film interference filter, film design
引言
随着通信技术的发展，高效大容量的通信系统的引入，波分复用（WDM）做为通信网络中的一种很重要的技术也得到了发展，通信需求量逐步增大，网络的容量也必须有相应的提升。从波分复用发展到密集波分复用就是为了满足这一需求。
密集波分复用技术解决了通信网大容量的要求，而随之而来的问题就是复用和解复用的技术，复用度的提高，复用和解复用难度也加大。本文将说明在密集波分复用系统中一种很重要的复用和解复用器件——窄带F-P薄膜滤光片。能用于密集波分复用系统中的滤光片种类很多，薄膜滤光片因其温度影响小、信道数和非规则波长配置灵活、隔离度好、插入损耗低等优点，较之其他类型的滤光元件更有发展前途。
本文将会介绍薄膜滤光片的历史，能用于DWDM系统的薄膜滤光片应满足的条件，最后给出了几种典型的结构，通过MATLAB仿真得出起对应的透射曲线，最后通过修改方案得到了一种比较理想的膜系结构。为了方便以后设计，文中引入了两种薄膜滤光片的寻优设计：对称周期膜法和主体参数寻优法。
文中涉及知识：多层光学薄膜的传输矩阵，这是研究膜系透射曲线的基础；MATLAB：通过MATLAB仿真，得到不同膜系结构的透射曲线。要解决的关键问题是膜系设计，通过防真了解到不同的膜系结构其透射曲线不一样。就是相同层数的膜系其膜层排列不一样其透射曲线也不一样。
第一章绪论
第一章绪论
1.1 DWDM中薄膜滤光片的历史背景和研究现状
1.1.1历史回顾
进入90年代，光通信技术的发展越来越快。SDH（同步数字传输体制）以其世界统一的光接口、完全同步传输、强大的网管功能和环状自愈能力等优点，全面取代了PDH。提高每根光纤所传SDH信号的速率的方法有时分复用TDM 和波分复用WDM两种。目前时分复用的SDH体制，其线路传输速率从STM-16，（2.448Gbps）发展到STM-64，STM-256的产品已经进入测试阶段，如郎讯公司的Wavestar 40G Express和阿尔卡特公司采用Q-DST技术的40G设备。但最成熟的还是STM-16。
波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）即在一根光纤上采用频分复用技术，承载若干不同频率点的光信号。当光波的间隔不大于100GHz时，称密集波分复用DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）。现在，在为远程通信设计的WDM系统中，每种光信号（通常是指一个信道或一种波长）最多可以达到2.5Gbps或10Gbps的传输速率。当前的系统能够支持32到64个信道，将在不久的将来提供支持96个信道或128信道的系统。这将使得一根光纤就能够传送几百吉比特每秒的信息。以往WDM仅指1310nm的简单复用，DWDM指1550nm波长区段内的密集复用，目前由于传输距离的要求和光放大器（EDFA）的使用，由于EDFA增益谱宽的原因，使得1310-1550nm的简单复用逐步被淘汰。当前，所谓的WDM已不再是以往意义上的简单复用，除非特别说明，WDM仅指1550nm波长区段内的密集复用。
当一束具有很多个波长的光射入该器件后能滤出所需波长的光的光学器件称为滤光片。在WDM系统中，滤光片是用来分波和合波的一种重要的无源器件。滤光片可以分为吸收滤光片和干涉滤光片。通过吸收作用而具滤光功能的滤光片称为吸收型滤光片。有通过光的干涉效应而具有滤光功能的滤光片称为干涉滤光片。由于吸收滤光片有较大的损耗（大于10dB）,因此常用干涉型滤光片。在光波分复用通信中，把滤光片设计成能够传输某一指定波长信道中的光线并对其他的波长的信道的光进行吸收或反射的器件。从而实现对波长的选择。
干涉滤光片是第二次世界大战初期出现的一种新的滤光方法。最简单的形式有F-P（法布尔-珀罗）干涉仪，F-P（法布尔-珀罗）干涉仪是以其发明者Fabry Perot
DWDM中窄带F-P型薄膜滤光片的设计
而得名。其结构是在两反射面之间夹入很薄的电介质透明层。当复色光通过时，由于干涉作用，对不同波长的光，有的通过干涉而加强，有的波长的光因干涉而相消，所以多色光在通过干涉后就只有特定波长的光了，从而起到了滤光作用。
1.1.2研究现状
表1-1. DWDM 系统中滤波技术比较
DWDM滤波优点缺点
干涉薄膜滤光片光纤Bragg光栅平面波导型被动式，温度影响小
信道数和非规则波长配置灵活
隔离度好，插入损耗低
隔离度好，插入损耗低
开发时间短，费用低
与光纤通信系统兼容性好
费用不随波长复用数成正增长
体积小,适合作集成器件
高复用数,插入损耗小
高复用数滤波器的研发周期长
费用与波长复用数成正比
温度系数大，需温控
费用与波长复用数成正比
需循环器和M-Z干涉仪
不适合宽光谱应用
滤光片矩形度差
信道噪声大
需要温度稳定设备
开发和生产投资大
密集波分复用光网络的不断演进带动节点器件技术的飞速发展，光滤波技术作为其中的关键之一已不仅仅是原来狭义的复用解复用器件的概念，其涵盖的范畴越来越多，包括光分插复用（OADM）、光交叉连接（OXC）、增益平坦滤波（PBC）、动态增益均衡器（DGE）、波长锁定器（Wave Locker）等。滤波手段层出不穷、多腔介质膜滤波器（MDTFF）、阵列波导光栅（AWG）、光纤布拉格光栅（FBG）、熔融拉锥器件（FBD）、奇偶交错滤波器（Interleaver），此外还有声光可调谐滤波器（AOTF）、闪耀光栅、全息光栅、全光纤March-Zehnder干涉仪滤波器和全光纤F-P腔滤波器等。这些滤波技术随着人们追求的目标而不断变化，从窄信道间隔、大自由谱域（FSR）、高边模抑制比大现在的平坦（Fat-top）频响、动态可调谐、低色度色散和偏振模色散。
DWDM滤波器件可以有多种实现方式，其中以薄膜滤光片技术为基础的器件凭借其优良的特性而成为最具竞争力的选择之一。薄膜滤光片本身具有非常低的温度系数（<0.002nm/℃），能够保证长期的稳定性，而且与偏振特性相关的各
第一章绪论
类损耗都很小，其中包括偏振相关损耗（PDL）、色散（CD）、偏振模色散（PMD）等等。
图1-1. 8信道波分复用器的内部结构示意图
图1-1 是一个8信道介质薄膜干涉型WDM器件的内部结构示意图，入射光经梯度折射率透镜（Grain lens）将光束发散入射到第一个干涉滤光片，只有第一路的信号可以透射，其余的信号被反射。穿透的光信号再由梯度折射率透镜聚焦到单模光纤，以便将信号取出。而反射光的信号再入射到第二个干涉滤光片，使第二频道的信号可以穿透，其余的信号在反射。以此方式继续下去，便可将每一频道信号的光分离出来。
随着密集波分复用（DWDM）技术的发展，对密集型波分复用系统的薄膜干涉滤光片提出了越来越高的要求。这种滤光片不仅要求通带窄、矩形度高、通带波纹小、损耗低，而且要求温度稳定性极好，甚至对群延迟的平坦性也提出了要求。
在波分复用技术中，用超窄带的薄膜干涉滤光片来实现分波和合波，这些称之为密集型波分复用的干涉滤光片，无论在设计、制备还是测试等方面都具有极高的难度。
采用镀膜工艺的介质薄膜滤波器是性能良好的带通滤波器，基于薄膜滤光片的器件可以广泛用于多信道复用与解复用器以及光分插复用器（OADM），同时还被广泛应用于光纤放大器的增益平坦、频带分割、C和L通道的分离、泵浦光的合成、波长监控和锁定等等。在新近出现的CWDM和BWDM网络中，薄膜滤光片技术是迄今为止很有实用价值的选择之一。2002年Agere公司宣布推出
DWDM中窄带F-P型薄膜滤光片的设计
基于薄膜滤波片技术的50GHz mux/demux产品，OFC2002文献报导了信道间隔25GHz的介质薄膜滤波器。
目前，这种密集型波分复用滤光片的设计还是基于传统的法布里-珀罗型干涉滤光片，所不同的只是要求其通带窄、巨型度高、通带波纹小、损耗低、特性稳定。此外，随着传输速率的提高，对群速度延迟的波纹也提出了要求。对用于传输速率为10Gbps和40Gbps的滤光片，群速度延迟应分别小于10ps和2.5ps。为了达到这些要求，膜系常采用多腔干涉滤光片，其层数多达150层左右，甚至接近200层。这就要求膜层损耗低、应力小、稳定性高、并对折射率温度系数和热膨胀系数等方面的性能提出了要求，为此，对薄膜和基扳材料增加了非常苛刻的限制。
1.2 DWDM中薄膜滤光片研究的意义及前景
2000年以来，我国干线容量要求超过10Gbps的段落越占15%，到2010年可望超过43%，容量要求超过20Gbps的段落约占13%。这将导致WDM技术的发展，光滤波器的作用也将更为重要，其技术也将取得更大的进展。
DWDM中薄膜滤光片广泛地应用于较少通道数的系统中，信道间隔在200~400GHz左右。DWDM中薄膜滤光片的技术已经非常成熟，器件性能很好，温度性能稳定，与偏振无关，通道隔离度高，其在32路复用数以下应用得非常广泛。
目前DWDM的信道数已扩展至40个通道以上，而通道间隔也已达到50GHz 以下。通道间隔的减小需要滤光片的透过率曲线非常陡峭以获得可接受的通道带宽。一个典型的50GHz滤光片通常需要镀制数百层的膜层来分隔单个波长。镀制如此多的膜层，容易造成局部薄膜厚度与密度波动产生的缺陷增加，从而降低了滤光片的合格率。针对这个问题的解决方式是将薄膜滤波片与一个交叉波分复用器（Interleaver）组合。Interleaver可将一束输入的多通道信号分离成互补的两束，一束包括奇数通道信号，另一束是偶数通道信号，使得通道之间的间隔变为原来的两倍。利用级联的Interleaver可实现更宽的通道分离。因为现有的镀膜技术制备出的滤光片，其通道分离能力还无法达到Interlever的水平，而且还存在稳定性差，产量低的问题。滤光片与Interleaver的组合不仅解决了通道间隔小于50GHz滤光片产量低的问题，而且减轻了由于级联架构的采用所导致的插损增加。这种插损的增加一方面来源于多个三端口器件的串联；此外还包括为了平衡各个通道的插损而对滤光片透过率所做的调整。
例如，一路160通道的输入信号，首先被分解成C波段和L波段的两路信号。其中每路包括80个通道，通道间隔为50GHz。然后这两路信号分别通过两
第一章绪论
个50GHz的Interleaver，每路信号被分离成两路分别包含40个通道的信号列，信道间隔为100GHz。这四路信号又通过四个100GHz的Interleaver，分为8路20个通道的信号，每路信道间隔为200GHz。第一个10通道信号被一个10通道200GHz滤光片模块解复用；余下的10个通道信号则通过该200GHz滤光片模块的一个升级端口，最终被第二个10通道的200GHz滤光片模块解复用。
除此之外，薄膜干涉滤光片也可以和很多光学器件结合起来应用，薄膜滤光片还在其他的很多方面得到了运用，能用于密集波分复用的滤光片还可以用于精准工艺，以及一些测量仪器等很多方面。
第二章光学薄膜特性的理论计算
第二章光学薄膜特性的理论计算
2.1偏振光和部分偏振光
我们知道，光波其实也是一种电磁波，按照麦克斯韦方程的对电磁波的处理，电磁波可以分成电矢量和磁矢量的叠加效果。对于光这种特殊的电磁波来说如果电矢量只在一个固定的平面内垂直于传播方向做振动，我们把这样的光线称线偏
振光，或减称偏振光。如下图示：
图2-1. 线偏振光示意图（右图中的图示方向都是电场的振动方向）
一个原子或者一个分子在某一瞬间发出的光是偏振光。然后通常见到的光是有大量的原子或者分子发出的光，我们称为自然光。
图2-2. 自然光示意图（图中的未标示的方向都是指的是电矢量方向）
当一束自然光垂直入射到薄膜上时，所有的方向的偏振光相对于薄膜来说都是一样的，因而具有相同的折射率和反射率，也就是说反射光和透射光依然是自然光，但当倾斜入射时，在一般情况下，反射光和透射光都是部分偏振光（不同方向上的电矢量的振动不同）。
图2-3. 部分偏振光示意图（图中的未标示的方向都是指的是电矢量方向）
DWDM 中窄带F-P 型薄膜滤光片的设计
D
C
1θ
B
A
0θ
0n 2r
1
2 2n
1n
1d
1r
2.2 p 偏振和s 偏振
当光束倾斜入射到滤波器上的时候，依赖于E 和H 相对于入射平面的方位。可以证明，任何特定方位都可以归纳为两个标准方位的组合： （1）E 在入射平面内，这个波称为TM 波（横磁波）或p-偏振波； （2）E 垂直于入射平面，这个波称为TE 波（横电波）或s-偏振波。 如下图表示：
图2-4. 倾斜入射时所取的电矢量的正方向
2.3单层薄膜的干涉原理
光源上一点射出的单色光（单位辐射）入射到薄膜上，一部分在界面1上反射（振幅为r1的反射光），另一部分透过界面1，在界面2上反射，然后透过1面而射出（振幅为r2的反射光）。很容易看出，当界面1和2互相平行时，r1和r2这两条反射光线亦互相平行。因此，他们汇合而产生干涉的地方在无穷远处。实际上，r1和r2是由透镜会聚在其焦面上来考察的。当然，也可由眼睛直接接
收，聚焦在其视网膜上。
光线1r 和2r 的干涉强度决定于他们的
光程差。做CD 垂直于光线1r ，于是1r 和2r 的光程差
10()n AB BC n AD
?=+-
从图上很容易找到下列几何关系：
11
AB BC d cos θ
==01102AD AC sin d tg sin θθθ=?=?
第二章 光学薄膜特性的理论计算
此外，根据折射定律有
0011
n sin n sin θθ
?=?
把上面三式代入，得到光程差：
111
2n d cos θ
?=
相应的相位差：
111
024n d cos δπθ
λ=
如果不考虑光在界面1，2上反射时的相位跃变，则当光程差为：
111
02(0,1,2,)n d cos m m θ
λ==……时：
将产生相长干涉；而当
11102(21)2(0,1,2,)n d cos k k θλ=+=……时：
将产生相消干涉。
2.4单层薄膜的反射率
平面电磁波在单一界面上发生反射和折射。在界面上应用边界条件可以写出：
1100000E E E H ηηη+
-
=-= （2-1）
1000E E E E +-=-= （2-2）
η定义为有效导纳：
0()t t H s E η+
+
=? 0()t
t H s E η-
-
=?
因为应用边界条件写出的p-分量和s-分量的等式形式是相同的，所以不在分别p-分量和s-分量的情形。同时，E 和H 都是指电场或磁场的切向分量的大小，不在指明下标t g 。
由式（2-1）和式（2-2）得到
100000()()E E E E ηη+
-
+
-
=-+
则振幅反射系数为0101()()r ηηηη=-+；同样地 振幅的透射系数为0012()t ηηη=+
显然，这是垂直入射的情况的推广，因为只要将导纳N 用η代替，垂直入射的结果也适用于倾斜入射的情形。只是要注意，在计算p-分量的反射率时用
N cos ηθ=，而在计算s-分量时用N cos ηθ=?代入，然后由()2P S R R +得到自
然光的合成的反射率。
在光学上，处于两个均匀媒质之间的均匀介质膜的性质特别重要，因此我们将比较详细地来研究这一情况。我们假定，所有的媒质都是非磁性的（1r η=）。
如图5 所示，单层薄膜的两个界面在数学上可以用一个等效的界面来表示。
DWDM 中窄带F-P 型薄膜滤光片的设计
膜层和基片的组合导纳是Y ，由式（2-1）和式（2-2）可以知道：
00YE H =
式中，000H H H +-=+，000E E E +-=+ 单层膜的反射系数为00()()r Y Y ηη=-+
因此只要确定了组合导纳Y ，就可以计算出单层膜的反射和透射特性。下面我们推导组合导纳Y 的表达式。
图2-5. 单层膜的等效界面
在界面1，应用E 和H 的切向分量在界面两侧连续的边界条件写出：
0001111E E E E E +
-
+
-
=+=+
000111111H H H E E ηη+-+-
=+=-
对于另一界面2上具有相同坐标的点，只要改变波的相位因子，就可以确定他们在同一瞬时的状况。正向进行的波的位相因子应乘以1
i e δ-，而负向进行的波
的相位因子应乘以1
i e δ，其中
11112cos N d π
δθλ
=
即1
1
12
111211,i i E E e E E e δδ
-++--== 所以1
1
01212i i E E e E e δδ
-+-=+
1
1
0112112i i H e
E e
E δδηη-+
-
=-
这可用矩阵的形式写成：
1
1
1101201211i i i i E E e e
H E e
e δ
δδδηη-+
--????
??=????
??-????
?? （2-3） 在基片中没有负向进行的波，于是在界面2应用边界条件可以写为：
d1
第二章 光学薄膜特性的理论计算
21212E E E +
-
=+ 2112112H E E ηη+
-
=-
因此：
21221122H E E η+
=
+
21221
12
2H E E η-
=
-
写成矩阵形式为：
1212212111
221
12
2E E H E ηη+-??
??????
??=??????????-???? 将此式代入式（2-3）得：
1
1111
110221
022*******,11,11
1
2
21
12
2i i i i K K K K K K
K K K K K K i
cos sin E E E e e H H H e
e i sin cos i
cos sin E E H H
i sin cos δδδδδδηηηηηδδηδδηηδδ---+-+??
?
?
??????????????==????????????-????
????-????
????
?
?
??????=????????
??
????
（2-4）
因为E 和H 的切向分量在界面两侧是连续的，而且由于在基片中仅有一正向进行的波，所以式子（2-4）就把入射界面的E 和H 的切向分量与透过最后界面的E 和H 的切向分量联系起来，又因为：
00H YE = 222H E η=
于是式（2-4）可以写成：
11102211111i
cos sin E E Y i sin cos δδηηηδδ?
?
??????=
?????
???
??
????
令111
211
11i
cos sin B C i sin cos δδηηηδδ?
?
??????=
?????
???
??
????
DWDM 中窄带F-P 型薄膜滤光片的设计
矩阵
111
11
1
i
cos sin i sin cos δδηηδδ?
?
??
??????
称为薄膜的特征矩阵。它包含了薄膜的全部有用的参数。其中：
11112N d cos π
δθλ
=
；
对p-分量，111N cos ηθ=， 而对s-分量，111N cos ηθ=?。
后面我们将会看到，在分析薄膜特性时，这一矩阵是非常有用的。 矩阵B C
??
????定义为基片和薄膜组合的特征矩阵。显然，由
Y C B =
得2111
1211
cos i sin Y cos i sin ηδηδδηηδ+=
+
故振幅反射系数为002102111002102111
()()()()Y cos i sin r Y
cos i sin ηηηδηηηηδηηηδηηηηδ--+-=
=
++++
能量反射率为2
2
2
2
*
021021112
2
2
2
02102111
()()()()cos sin R r r cos i sin ηηδηηηηδηηδηηηηδ-+-=?=
+++（2-5）
首先应注意，在上式中的1δ换成1δπ+，即当1d 换成1d d +?，其中
0112d N c o s λθ?=时，表达式保持不变。因此，厚度差为0112N cos λθ的整数倍的
那些介质膜，在波长0λ处的反射率（或投射率）与膜厚1d 时是一样的。
其次，我们来确定反射率为极值时膜的光学厚度。如果令
11H N d =
则当01
(0,1,2,)4m H m cos λθ=
=……
时，0dR dH =。我们必须区分两种情况：
（1） m 是奇数，即H 值是下列数值中的任何一个：
010********H cos cos cos λθλθλθ=，，，……
第二章 光学薄膜特性的理论计算
这时，10cos δ=， 式（2-5）化为：
2
20212021R ηηηηηη??-= ?
+??
特别是正入射的时，
2
2021202
1N N N R N N N ??-= ?
+??
（2） m 为偶数，即H 值是下列数值中的任何一个：
010********H cos cos cos λθλθλθ=，，，……
这时，10sin δ=，式（2-5）化为：
2
0202R ηηηη??-= ?
+??
特别是正入射的时，
2
020
2N N R N N ??-= ?
+??
和薄膜的折射率1N 无关。因此光学厚度为012cos λθ的整数倍的薄膜对波长
0λ的反射（或透射）辐射的强度没有影响。
通常，入射媒质是空气()0~1N ，因而可以看出，在正入射时，当膜的光学厚度取04λ的奇数倍时，反射率是一极大还是一极小，视薄膜的折射率是大于还是小于基片的折射率而定；当膜的光学厚度取02λ的整数倍时，情况恰好相反。
从上述分析可见，一层光学厚度为1/4波长，而折射率足够低的薄膜，可用来作减反射膜，使表面反射率降低。
如果在一个玻璃表面敷上一层折射率足够高的材料，它将大大增加玻璃表面的反射率，因此这种薄膜可作为一个很好的分束镜，单层二氧化钛
2 2.45TiO n =（，）或硫化锌 2.35n =（ZnS ，）薄膜常作这种用途，反射率可达30%左
右。
从上面的讨论可以看到，利用合适的介质膜，可减少或增加表面的反射，显然，如以若干这样的薄膜适当组合，则所需性能仍可以进一步增强，而且将显示多种多样更为有趣的特性，下面我们讨论多层介质薄膜的光学特性。
DWDM 中窄带F-P 型薄膜滤光片的设计
2.5多层薄膜的反射率
利用递推法和矩阵法可把对单层膜组合导纳的推倒推广到任意层膜的场合。由于论文需要，这里只对矩阵法做以说明。
正如以前所讨论的，在界面1和2应用边界条件可以得到：
11022102211
1i
cos sin E E H H i sin cos δδηηδδ?
?
??????=????????
??
????
在界面2和3，（见图2-6）同样可以得到：
2233122331222
2i
cos sin E E H H i sin cos δδηηδδ?
?
??????=????????
??
????
重复这个过程，直到在界面K 和K+1应用边界条件得到：
1,11,1K K K K K K
K K K K K
K i
cos sin E E H H
i sin cos δδηηδδ-+-+?
?
??????=????????
??
???
?
图2-6. 求解多层膜的矩阵法
因为各界面的切向分量连续，故有：
第二章 光学薄膜特性的理论计算
所以经过连续的线性变换，最后可得到矩阵方程式：
01
101k j j k j j k j
j
j i
cos sin E E H H i sin cos δδηηδδ+=+??
?
?????
????=∏??????
?????????
????? 这样，膜系的特征矩阵为：
111k j j j j k j
j
j i
cos sin B C i sin cos δδηηηδδ=+??
?
?????????=∏???????????????
?????
对p-偏振和s-偏振，膜层的相位厚度都是：
2j j j j N d cos π
δθλ
=
折射角j θ由折射定律所确定，导纳j η由下式给出：
j j
j N
cos ηθ=
p-偏振波
j j j N cos ηθ=? s-偏振波
矩阵
j j j j j
j i
cos sin i sin cos δδηηδδ?
????
????
? 称为第j 层膜的特征矩阵。无吸收的介质薄膜的特征矩阵的一般形式可写成：
11
1221
22m m M m m ??
=?
???
式中11m 和22m 是实数，而且1122m m =，而12m 和21m 为虚数，此外其行列式值也等于1。称为单位模矩阵，
即112212211m m m m -=
而且任意多个这样的矩阵列的行列式值也等于1。
对于一个四分之一波长层，即有效光学厚度为某一参考波长的四分之一的膜层，在该参考波长处特征矩阵有：
00i M i ηη
??
??=??????
而半波长层有： 1,,233312221,,23331222,,k k k k k k k k E E E E
E E H H H H H H --????
????????===?????????????????
??????? (1)
00
1M -??
=?
?-??
DWDM 中窄带F-P 型薄膜滤光片的设计
可见半波长层在该参考波长处对于薄膜系统的特性没有任何影响，故称为“虚设层”。
显然，多层膜和基片的组合导纳为Y C B =。
*
0000B C B C R B C B C ηηηη????--= ? ?++????
01
*
004()()
K T B C B C ηηηη+=
++
反射相位变化**02**0()i CB BC arctg BB CC ηφη??
-= ?
-??
式中，0η是入射介质的导纳。
第三章F-P型薄膜滤光片的设计
第三章F-P型薄膜滤光片的设计
光波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）技术是在一根光纤中同时传输多波长信号的一项技术。人们把一个窗口中信道间隔较小的波分复用称为密集波分复用DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）。WDM技术在发展超大容量的光传输，为实现全球范围内的信号传递不受距离、时间、传输带宽、业务种类的限制的目标方面，将发挥作用。目前，数百吉比特每秒的WDM 系统已经在网络中实际运行，太比特每秒级的WDM系统技术也成熟，将要入网使用。
在WDM系统中，滤光片是用来分波和合波的一种重要的无源器件。滤光片可以分为吸收滤光片和干涉滤光片。由于吸收滤光片有较大的损耗（大于10dB）,因此常用干涉型滤光片。窄带F-P型薄膜干涉滤光片就是一种常见的干涉型滤光片。目前，这种滤光片的设计还基于传统的F-P（法布里-珀罗）型干涉滤波仪。传统的F-P型干涉滤波仪是在两反射面之间夹入很薄的电介质透明层，当复色光通过时，由于干涉作用，对不同波长的光，有的通过干涉而加强，有的波长的光因为干涉而相消，所以多色光通过干涉后，就只有特定波长的光了，从而起到滤光作用。所不同的是窄带F-P型薄膜干涉滤光片要求其通带窄、矩形度高、通带波纹小、损耗低，特性稳定。此外，随着传输速率的提高，对群速度延迟的波纹也提出了要求。对用于传输速率为10Gps和40Gps的滤光片，群速度延迟应分别小于10ps和2.5ps。为了达到这些要求，膜系常用多腔干涉滤光片。同时要求膜层损耗低、应力小、稳定性高、并地折射率温度系数和热膨胀系数等方面提出了要求。
随着密集波分复用技术的发展，滤波器作为其中一种很重要的复用和解复器件其技术也得到了突飞猛进的发展。这一章中将介绍基于F-P腔的薄膜滤光片的设计，由于F-P型的薄膜滤光片利用光的干涉原理，首先来说明一下干涉滤光片。
3.1干涉滤光片
当一束具有多个波长的光射入该器件后能滤出所需波波的光的光器件称为滤光片，通过光的干涉效应而具有滤光功能的滤光片我们称为干涉滤光片。由于吸收型的滤光片有较大的损耗（大于1dB）因而通常采用的是反射型的滤光片，即干涉型滤光片。
在第二章（2.4）中详细的说明了单层薄膜的干涉原理，干涉滤光片的干涉加
生物识别滤光片解读 生物识别滤光片属于精密光电薄膜元器件之一，其主要原理是通过特殊的光学设计实现特定波段光源的高透射或高反射效果，帮助终端产品完成生物信息的提取、筛选和转化以及3D景深信息的获取。 一、生物识别滤光片定义 电子设备为获取物体的位置和景深信息，需要以特定波长的红外光作为传感的媒介，因此需要去除太阳光中含有的干扰频段的红外线，保留地表太阳光中较为薄弱的特定频段红外光（例如940nm）。生物识别滤光片的使用可允许上述特定频段的红外光通过，因此也称为窄带滤光片。 生物识别滤光片属于精密光电薄膜元器件之一，其主要原理是通过特殊的光学设计实现特定波段光源的高透射或高反射效果，帮助终端产品完成生物信息的提取、筛选和转化以及3D景深信息的获取。
二、生物识别滤光片作用 与生物识别滤光片不同点在于，红外截止滤光片是利用精密光学镀膜技术在白玻璃、蓝玻璃或树脂片等光学基片上交替镀上高低折射率的光学膜，红外截止滤光片可实现可见光区（400-630nm）高透，近红外光区（700-1,100nm）截止的光学滤光片，并通过实现近红外光区截止以消除红外光对成像的影响。 而生物识别滤光片与红外截止滤光片的透过频段相反，仅允许通过特定频段红外光（例如940nm），并通过特殊的光学设计实现特定波段光源的高透射或高反射效果，生物识别滤片可允许智能手机、AR/VR设备等能够获取特定频段红外光所携带的3D景深信息，并帮助电子产品完成生物信息的提取、筛选和转化以及3D景深信息的获取，以实现3D人脸识别、虹膜识别、手势识别等生物识别功能。 三、生物识别滤光片分类及参数 生物识别滤光片是从窄带滤光片中细分出来的，其定义与窄带滤光片相同。因此，生物识别滤光片在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，生物识别滤光片的通带相对来说比较窄，一般为中心波长值的5%以下。滤光片产品主要按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类。 光谱波段：紫外滤光片、可见滤光片、红外滤光片、生物识别滤光片； 光谱特性：带通滤光片、截止滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片； 膜层材料：软膜滤光片、硬膜滤光片； 带通型：选定波段的光通过，波段外的光截止。其光学指标主要是中心波长（CWL），半带宽（FWHM)。 短波通型：短于选定波长的光通过，长于该波长的光截止。比如红外截止滤光片，IBG-650。 长波通型：长于选定波长的光通过，短于该波长的光截止，比如红外透过滤光片，IPG-800。 生物识别滤光片主要相关参数有：中心波长、半高宽（带宽）、峰值透过率、截止范围、截止深度（OD值）等。 中心波长：生物识别滤光片的中心波长类似于仪器或设备的工作波长，中心波长是指通带中心位置的波长； 半高宽（带宽）：带宽是指通带中透过率为峰值透过率的一半的两个位置之间的距离，有时也叫半高宽； 峰值透过率：生物识别滤光片在通带中最高的透过率大小； 截止范围：截止范围是指除了通带以外，要求截止的波长范围。对于生物识别滤光片而言，有一段是短截止，另一段截止波长高于中心波长的一段；
液晶知识扫盲系列4：彩色滤光片（color filter） 一，什么是color filter? 彩色滤光片（Color filter）是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段。彩色滤光片通常安装在光源的前方，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。有红外滤光片，绿色，蓝色等。与UV滤光片，VD滤光片相比，凡是带色的滤光片之总称。如反差滤光片、分色用滤光片、LB滤光片等。 LCD上的color filter一般采用R(red 红)，G（green 绿），B(blue蓝) 彩色滤光片来控制色彩的显示。要了解他控制颜色的原理，先要了解TFT-color filter的结构及组成，才能明白它是如何可以在LCD上显示出我们需要的图像的。 二，color filter的结构 彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩阵（Black Matrix），彩色层（Color Layer），保护层（Over Coat），ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。 首先，如果我们使用高倍的放大镜观察color filter, 可以看到如下所示，是由每一个很少的RGB小点构成，我们把每一个绿色的，红色或蓝色的小点称之为sub-pixel. 每一个RGB的组合称之为pixel. 而旁边黑色的部分，我们就称之为black matrix(黑色矩阵)。为什么我们要使用RGB颜色？这是利用三基色混色原理，自然界中的任何颜色可由RGB三种色彩通过不同的比例混合而成。 Color filter 平面图 理解了它们能够显示任何我们想要的颜色之外，我们再看看他是如何显示的。如下图，是液晶面板的结构图。大致可以分为两部：（1）提供光源的Back light unit(背光源，详细介绍请参考上期介绍)。（2）液晶面板（液晶面板可以简单的看是color filter 和TFT中间夹着液晶而成）。 详细的结构剖面图如下
液晶屏的工作原理 （资料来源：中国联保网） 简单的来说，屏幕能显示的基本原理就是在两块平行板之间填充液晶材料，通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况，以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一，错落有致的图象，而且只要在两块平板间再加上三元色的滤光层，就可实现显示彩色图象。 认识了它的结构和原理，了解了它的技术和工艺特点，才能在选购时有的放矢，在应用和维护时更加科学合理。液晶是一种有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。 LCD第一个特点是必须将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。这两个平面上的槽互相垂直(90度相交)，也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转。 LCD的第二个特点是它依赖极化滤光片和光线本身，自然光线是朝四面八方随机发散的，极化滤光片实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网，阻断不与这些线平行的所有光线，极化滤光片的线正好与第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化的光线。 只有两个滤光片的线完全平行，或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光片相匹配，光线才得以穿透。一方面，LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光片构成，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光片之间充满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一个滤光片后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个滤光片中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光片挡住。总之，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。当然，也可以改变LCD 中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。但由于液晶屏幕几乎总是亮着的，所以只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。 主动矩阵式液晶屏 TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同，只不过将TN- LCD上夹层的电极改为FET晶体管，而下夹层改为共通电极。 TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。TFT- LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时，先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FE T电极导通时，液晶分子的排列状态同样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目
什么是OLPF光学低通滤光片 OLPF 全名是Optical lowpass filter,即 光学低通滤光片，主要工作用来过滤输 入光线中不同频率波长光讯号，以传送 至CCD，并且避免不同频率讯号干扰到 CCD对色彩的判读。OLPF对于假色 （false colors）的控制上有显著的影响， 假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏 或是同心圆等主体影像，色彩相近却不 相同，当光线穿过镜头抵达CCD时，由 于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红 与蓝色以及50%的绿色，再经由色彩处 理引擎运用数据差值运算整合为完整 的影像。 因为先天上色彩资料短缺，CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数，终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同，需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除，又因为不同型号的CCD摄像机与CMOS 图象传感器在规格上有些差异，为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生的干扰杂音，需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计，以提高取象品质。 IR-CUT双滤光片切换的作用 IR-CUT双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题。IR-CUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。 IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题，促使撷取影像画面不失焦、不偏色,红外夜视更通透，解决红外一体机，日夜图像偏色影响，能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。 普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片，其优点是成本低廉，但由于自然光线中含有较多的红外成份，当其进入CCD后会干扰色彩还原，比如绿色植物变得灰白，红色衣服变成灰绿色等等（有阳光室外环境尤其明显）。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，其低照性能难以令人满意。
窄带滤光片设计报告 综述： 窄带滤光片是一种带通滤波器，它利用电解质和金属多层膜的干涉作用，可以从入射光中选取特定的波长，窄带滤光片的带通一般比较短，通常为中心波长的5%以下。干涉滤光片是由两块内表面镀有高反射膜（介质或金属膜）的相互平行的高平面度玻璃板或石英板组成，在内表面之间形成多次反射以产生多光束之间的干涉。其作用是让光源中某一窄带光谱的光波以尽可能高的透射率通过，而使其他光谱范围的光波衰减，以获得单色性良好的准单色光。窄带滤光片可代替如光栅那样的昂贵的分光器件，广泛应用于光学实践和工业领域。 设计内容： 窄带滤光片的设计与制作 窄带滤光片工作原理：多光束干涉 由多光束干涉中光程差公式 当相干光束数目很大时，只有确定的n 、d 、i 值，光源中只有严格满足上述公式的波长才能够基本无衰减的通过，微小的偏差使上述条件的波长成分将由于近似相消而衰减，从而实现窄带滤波。 设计要求： 入射介质0n ＝1；出射介质g n ＝1.52；入射角0θ＝?0；中心波长λπ?i n d M sin 42 20=-=?
＝450(亦即参考波长)，中心波长透过率大于95%，透射光谱的半0 宽度小于45nm。使用n H＝2.26（TiO2）， n L＝1.45（Al3O2）。 膜系设计： H L H H H H L H 软件模拟效果： 模拟数据： 中心波长：450nm 半波宽度：43nm 中心透过率：95.23%
窄带滤光片的制备过程： 1.清洗镀膜机，安装监控片，将待蒸发的薄膜材料放入蒸发容器 中； 2.清洗玻璃基片，由于设计要求不高，镜片只用酒精进行擦拭。 3.根据膜系设计的结果将设计参数置入镀膜机的控制系统；然后在控制系统的监控下镀膜机镀膜机全自动镀制干涉滤光片。 但是由于在实验过程中机器出现故障，所以临时决定使用溅射的方法来进行镀膜， 在镀膜之前算好每层膜所需要的时间，然后人为的对仪器镀膜时间进行控制，由于我们初次接触，这样的工作由一位博士生学长进行，并在镀膜的同时为我们讲解相关知识。 窄带滤光片实测数据： 中心波长：422nm 半波宽度：57nm 中心透过率：67.14% 误差分析： 1.中心波长向左漂移28nm ： 根据公式 2λ =nd ，由于间隔层的光学厚度较小，导致中心波长减小即向左漂移。其造成误差因素包括两个：①使用的镀膜金属中含有杂质，导致其折射率降低，影响了光学薄膜的光学厚度。②镀膜时间计算不准确或在镀膜时，没有掌握好镀膜时间，导致膜厚度较窄，降低了光学厚度。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 一种窄带导模共振负滤光片的设计 由于弱调制光栅可以等效为平面波导，本文从平面波导的本征方程出发，导出垂直入射时弱调制光栅共振位置的表达式。分别以单层、双层膜系导 模共振光栅结构为例，研究了光栅层厚度、周期、占空比对共振波长的影响。 结合光学薄膜理论设计出一种窄带导模共振负滤光片。由于导模共振对入射波 参数和光栅参数都极为敏感，具有窄带效应，用来制作窄带负滤波片非常可 行。 导模共振效应是介质光栅在一定的浮雕结构参量和入射条件下出现的一 种特殊衍射现象。它的产生，是由于衍射光栅可以看作周期调制的平面波导， 当光栅内高级次传播波在参数上与光栅波导所支持的导模接近时，光波能量重 新分布，由于光栅的周期调制性使得光栅波导出现泄漏，泄漏波能量也将重新 分布，形成导模共振。导模共振滤光片(guided-mode resonance filter) 的周期性结构能够提供位相匹配的可能性。对于高空间频率的波导光栅，即亚波长的波 导光栅，所有的高级次衍射波均为倏逝波，这样就使得所有的能量均在0 级反射波与0 级透射波之间转换成为可能。在共振波长处，出现尖锐的反射峰，这 就是共振型滤光片的基本原理。 在偏离或者远离共振区时，波导光栅可以看作均匀的薄膜，因此可以将 光栅的共振和薄膜的干涉结合起来，采用薄膜光学中广泛采用的减反射设计， 在不影响共振峰峰值反射率的情况下，有效地降低旁带的反射率，从而设计出 窄带、低旁带、线型对称的共振滤波器。 在光学薄膜范畴，能从一段光谱中除去某一波带的滤光片，被称为负滤 光片。导模共振效应非常适合于制作性能优良的窄带负滤光片。
客户成品指标850 nm窄带低通滤光片性能指标管控 参考波形
激埃特光电ZK850窄带内部管控指标 1）原材料：HWB830黑玻璃， 直径8.0mm公差要求-0.1mm，厚度：3.5mm公差要求+/-0.1mm 表面质量：双面抛光，抛光面光洁度达到60-40以上最好是40-20标准，无肉眼可视砂眼，划伤，印渍，侧面无抛光印渍，崩边小于0.1mm,倒边小于0.2mm 光谱质量：300nm~800nm T<0.1%, 850nm T>70%, 880nm~1100nm T>85%,重点是中心波长管控T=50%处要求在827nm~836nm之间。 2）浮法玻璃：0.55mm玻璃公差在+/-0.05mm之间 3）S1面850窄带镀膜管控标准：镀膜后冷却1小时测量，中心波长在839nm~846nm之间，峰值透过大于80~90%之间，在80%以上的透过必须有5nm以上的空间（即5nm内的波长所对应的透过率应大于80%以上，以确保波长稳定后的合格率），半带宽FWHM控制：若中心波长在839nm半带宽可以放宽到22~25nm之间，若中心波长在846nm半带宽只能在19nm~21nm. 截止区700nm~820nm T<0.5%,880nm~1100nm T<0.5% 4）S2面分光膜面镀膜管控：只测试S1+S2双面情况下数值。 若S1面镀得峰值透过率大于90%镀完分光膜后，透过率要比只镀一面分光膜的高。即单面镀膜分光54%，S1+S2后由于不受背面4。2%的玻璃反射，将会达到56%左右。遇这种情况，要求高透过的窄带镀分光膜时透过要控制低点。比如53%(这个情况要求品保再做实验以确认实际情况) 相反的若窄带透过率只有70%左右，同样镀54%的分光膜后，将会下降个1%~3%. 5）品保管控：胶合前在投大片材料时，要把S1+S2双面已镀的窄带产品控制在50%~54%之间，需要考虑到分光膜面跟黑玻璃胶合后会有将5%个点的上浮。同时中心波长也会有1~3nm左右的向长波方向移动现象。 若把850多层膜面跟黑玻璃胶合透过率会下降5~15%个百分点，且不稳定。务必不能把S1面和S2面相反胶合，否则后果很难确认。 品保对双面镀膜后的中心波长管控： 中心波长：845nm~847nm之间的峰值透过率在50~55%且850nm透过率必须在50%以上。半带宽在20nm~25nm之间。 中心波长：848nm~852nm之间的峰值透过率在50~55%且850nm透过率必须在50%以上。半带宽在19nm~21nm之间。 中心波长：853nm~855nm之间的峰值透过率在50~55%且850nm透过率必须在50%以上。半带宽在20nm。 测试点一个大片至少要测试5个点，距边缘10mm处的且距离档边角20mm处测一个点，再转90度相同情况下测一次，转三次后再测度最中心区域点。若遇到第四圈特别注意，第四圈靠最外边的边缘15mm内与其它的波长和透过率将变化非常大，要特别测试。并划分出来再投料。 其余圈，圈与圈之间一般会渐变偏长或波长偏短，透过率上也只是渐变化。也有可能遇到因为镀膜操作人员放置玻璃时有斜面现象，造成某圈中的某片镜片变化非常大，要特别跟踪。 6)成品光谱曲线管控： 最高峰值透过率不得高于60%。 850nm处透过率在50~59.5%之间。（这时可以不考滤中心波长位置） 半带宽在18nm~23nm之间，若透过率低半带宽可以宽，透过率高半带宽要窄点。 截止区350nm~820nm T<0.5%, 880~1100nm T<0.5%(在1000-1100nm处可放宽，因为我们检测仪器有误差)
酶标仪的工作原理及基 本结构 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
酶免测试的工作原理 吸光度测试的准确性对于酶免测试结果的重要性 酶标仪的组成部分和工作原理 第一节比色分析的基本理论 许多化学物质具有颜色，有些无色的化合物也可以和显色剂作用而生成有色物质。事实证明，当有色溶液的浓度改变时，颜色的深浅也随着改变。浓度越大，颜色越深；浓度越小，颜色越浅。因此，可以通过比较溶液颜色深浅的方法来确定有色溶液的浓度，对溶液中所含的物质进行定量分析。如纳氏管比色法，它是按浓度由高到低，配好一系列标准浓度管，然后拿待测样品和标准管逐个比较，看和哪一个标准管的颜色最相近，便读取该标准管的浓度值为待测样品的浓度值，这就是（目视）比色法。这种方法虽然比较简便，但是系列标准管不易保存，误差较大。后来改用光电检测元件代替目视来测量被测溶液中物质的含量，这种方法叫光电比色法。利用这种方法制成的仪器叫光电比色计。 光电比色计属于吸收光谱仪器范围。 一、光的性质 从物理学中我们知道，光具有波动和微粒两种性质，通称光的波粒两象性。在一些场合，光的波动性比较明显；在另一些场合，光则主要表现为微粒性。 首先，光是一种电磁波。可以用描述电磁波的术语，如振动频率（υ）、波长（λ）、速度（c ）、周期（T ）来描述它。我们日常所见到的白光，便是波
长在400～760nm之间的电磁波，它是由红橙黄绿青蓝紫等色，按照一定比例混合而成的复合光。不同波长的光被人眼所感受到的颜色是不同的。在可见光之外是红外线和紫外线。各种色光及红外线、紫外线的近似波长范围如表1所示。 表1 各种色光及红外线、紫外线的近似近波范围单位：nm 除了波动性外，光还具有微粒性。在辐射能量时，光是以单个的、一份一份的能量（E＝hυ）的形式辐射的。式中υ是光的频率，h为普朗克常量。同样，光被吸收时，其能量一份一份地被吸收的。因此，我们可以说，光是由具有能量（hυ）的微粒所组成的，这种微粒被称为光子。由式中可知，不同波长的光子具有不同的能量。波长越短，即频率越高，能量越大。反之亦然。光子的存在可以从光电效应中得到充分的证明。 二、光的互补及有色物质的显色原理 若把某两种颜色的光按照一定的比例混合，能够得到白色光的话，则这两种颜色的光就叫做互补色。图1中处于直线关系的两种光为互补色。如绿光和紫光为互补色，黄光和蓝光为互补色等等。
影像传感器对成像效果起着至关重要的作用，像素越高，影像传感器内部集成的感光电极也越多，同时我们也应该想到提升像素势必要涉及到制造成本，每提高一个等级，数码相机的价格都要高出一截，而且提升到一定程度后，CCD传感器由于制造工艺的限制，短时间内很难再有所突破。 目前主流的DSLR机型使用的CCD最多为600万像素左右，即使现在索尼生产出了700万、800万像素的CCD，但想要将其安置在DSLR机身内的话，最终效果只能是与预期效果背道而驰不合实际。而CMOS传感器却高达1600万像素以上。 CMOS的成像原理 CMOS可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。可是有人偶然间发现，将CMOS加工也可以作为数码相机中的影像传感器，紧跟着就由XirLink公司于1999年首次推向市场，2000年5月，美国Omnivision 公司又推出了新一代的CMOS芯片。 CMOS最初曾被尝试使用在数码相机上，但与当时如日中天的CCD相比信噪比差，敏感度不够，所以没能占居主流位置。当然它也具备多种优点，普通CCD必须使用3 个以上的电源电压，可是CMOS在单一电源下就可以运作，与CCD产品相比同像素级耗电量小。另外CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体制造流水线，不需额外投资生产设备，并且品质可随半导体技术的进步而提升，这点正是今年索尼IRCUT双滤光片对视频成像技术的影响文/彭中能够在很短时间内开发制造出CMOS芯片的原因。 从技术角度分析成像原理，核心结构上每单位像素点由一个感光电极、一个电信号转换单元、一个信号传输晶体管，以及一个信号放大器所组成。理论上CMOS感受到的光线经光电转换后使电极带上负电和正电，这两个互补效应所产生的电信号(电流或者
彩色濾光片簡介 彩色化之關鍵零組件 彩色濾光片（Color filter）為液晶平面顯示器（Liquid Crystal Display）彩色化之關鍵零組件。液晶平面顯示器為非主動發光之元件，其色彩之顯示必需透過內部的背光模組（穿透型LCD）或外部的環境入射光（反射型或半穿透型LCD）提供光源，再搭配驅動IC（Drive IC）與液晶（Liquid Crystal）控制形成灰階顯示（Gray Scale），而後透過彩色濾光片的R,G,B彩色層提供色相（Chromacity)，形成彩色顯示畫面。 基本結構 彩色濾光片基本結構是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩陣（Black Matrix），彩色層（Color Layer），保護層（Over Coat），ITO導電膜組成。一般穿透式TFT用彩色光片結構如下圖。 圖一TFT彩色濾光片之結構 顏料分散法 彩色濾光片生產歷史中曾出現印刷法、染色法、染料分散法、電著法、乾膜法等等，但目前最主流的量產方式為顏料分散法（Pigment Dispersed Method），其中顏料分散型彩色光阻（Pigment Dispersed Color Resist，PDCR）為形成彩色層之原材料。 彩色濾光片之製造流程 顏料分散法之彩色層形成類似半導體的黃光微影製程，首先將顏料分散型彩
色光阻塗佈於已形成黑色矩陣的玻璃基板上，經軟烤（Pre-bake），曝光對準（Aligned），顯影（Developed），光阻剝離（Stripping），硬烤（Post-bake）重覆此流程三次形成R,G,B 之三色圖形（Pattern）。 顏料分散法之彩色濾光片之製造流程如下。 圖二顏料分散型彩色濾光片製造流程 畫素設計排列 Pattern圖形是由曝光對準製程中之光罩（Photo Mask）而來，一般皆是由面板廠（Panel）指定，提供設計圖樣。Pattern上之紅、綠、藍（R,G,B）畫素（Pixel）排列方式並不一定，可為馬賽克式、直條式、三角形式、四畫素等方式排列，主要是依顯示器之用途及視訊電極（Pixel Electrode）之形狀和大小而定。一般而言如要顯示AV動態畫面需採用如馬賽克式之不規則設計，如較常顯示文字畫面，如Note book，則採用直條式之設計。 （一）馬賽克式（二）直條式（三）三角形式（四）四畫素
窄带滤光片在人脸识别中的应用 上海兆九光电技术有限公司汤兆胜博士 人脸识别技术是对人的脸部特征信息进行识别，它是一种生物识别技术。用图像采集装置采集含有人脸的图像或视频流，并根据图像自动检测和跟踪人脸，并对人脸进行特征定位、提取，通过比对辨识达到识别不同人身份的目的。人脸识别的运算是非常巨大的，而初始图像质量的好坏以及算法优劣对识别效率有决定性的影响。这里，我们主要针对人脸识别系统中的图像采集装置所用到的窄带滤光片进行分析，目的是帮助使用者更好地了解窄带滤光片的作用和使用方法，以便正确选择窄带滤光片的技术指标。 由于人脸识别的计算量很大，目前都是基于黑白灰度图像进行识别的。其图像采集的结构示意图如图1所示。 图1人脸识别图像采集示意图 1.光源特点 人脸识别的图像采集装置中，光源一般采用高功率的红外二极管，波长以850nm和940nm居多。为提高识别效率以及提高光的利用率，从光源选择开始就要考虑到整体设计。虽然市面上购买的LED标称值都是850nm或940nm，但在测量具体的LED产品中心波长时发现还是有不少偏差的。 以850nm的LED为例，其实际中心波长有835nm的，也有865nm的。由于人脸识别系统中采用的光源为多颗大功率LED阵列，如果各个LED的中心波长不一致，所有LED的光谱在叠加之后，
综合的光谱带宽会展宽。单个850nm的LED带宽在50nm左右，如果由于中心波长不一致，多个LED叠加后的光谱带宽将会变成很宽。这对后续的窄带滤光片带宽的选择、能量利用率以及信噪比的提高都是十分不利的。所以要求在选择LED光源时，中心波长要一致。另外，LED光源随着工作温度的升高，其中心波长是向长波漂移的，每升高10℃，LED的中心波长向长波漂移1nm左右。而且随着工作温度的升高，LED的发光效率快速下降，当升高到85℃左右时，LED的输出效率降到50%左右。因此要求LED光源的散热效果良好。还有，在选择LED发光管的发散角时，以较小的发散角为好，这样可以提高光源的能量利用率。 2.接收器特点 在人脸识别系统中，接收器基本上采用CCD图像传感器。CCD具有体积小、重量轻、失真度小、功耗低、可低压驱动、抗冲击、抗振动、抗电磁干扰强的优点，因此被广泛应用于各种图像采集系统。 在人脸识别系统中的CCD基本上是硅衬底的，其光谱响应范围为400nm~1100nm，该范围也就是窄带滤光片要考虑的光谱范围。 3.窄带滤光片选择与注意事项 窄带滤光片主要是用来隔离干扰光，透过信号光，充分突显有用信息，减小干扰信息，为后续的图像处理和识别奠定基础。在目前，人脸识别主要应用在各种场合的考勤和门禁系统。有的是安装在室内光线较暗的地方，有的是安装在较为明亮的地方。不同场合下，干扰光的强度是不同的，因此对窄带滤光片的要求也不同。 我们发现，人们经常用隔离可见光透过红外光的红外玻璃作为干扰光隔离滤光片，当然也能收到一定效果。但是，普通的红外玻璃只是隔离了可见和紫外部分的光，并没有隔离红外光。而在实际的干扰光中，从可见到红外都是存在的，因为太阳光的光谱很宽，并且漫反射或散射的太阳光是主要的干扰源。因此，想得到良好的抗干扰效果，必须采用窄带滤光片。吸收型的红外玻璃与窄带滤光片在透过率性能上的比较如图2所示。从图中可以看出，不管是哪种牌号的红外玻璃都只隔离了可见光，对红外光没有任何阻挡效果，而窄带滤光片对信号光谱范围之外的所有干扰光的隔离都是很有效的。 图23mm厚的红外玻璃与0.55mm厚的干涉窄带滤光片曲线比较 4.窄带滤光片带宽的确定
彩色滤光片的制程与发展 随着彩色显示的快速发展，LCD的彩色化无可逆转。据市场调查机构iSuppli公司的统计，到2010年，LCD彩色化比率将高达94%。彩色滤光片（color filter，简称CF）作为LCD实现彩色显示的关键零部件，其性能（主要为开口率、色纯度、色差）直接影响到液晶面板的色彩还原性、亮度、对比度。而彩色滤光片的成本也占了液晶面板总成本的25 %。根据FPDisplay预测，2005-2009年全球CF产值将以年复合增长率12.37%持续成长。台湾地区2006年的彩色滤光片产业产值约新台币923.2亿元，比前一年成长23.3%。 彩色滤光片的基本结构主要为玻璃基板、BM（黑矩阵）、彩色光阻、保护层（OC）、ITO、spacer（图1）。彩色滤光片的传统制程主要有染色法（Dyeing Method）、颜料分散法（Pigment Dispersed Method）、电沉积法（Electro Deposition Method）、印刷法（Printing Method），其中以颜料分散法为主。目前很多公司也开发出了许多具有实际生产应用价值的新方法，尤其是在大尺寸彩色滤光片的生产上，比如DuPont的热多层技术（Thermal multi-layer tech.）、凸版印刷（Toppan）的反转印刷法（Reverse printing method）和大日本印刷（DNP）的喷墨打印法(Ink Jet printing)。其中，大日本印刷已经在其6代线以上采用了喷墨打印法。另外，根据结构设计的不同，彩色滤光片的新类型还有COA型、半透半反型等。 1 传统的彩色滤光片制程方法 传统方法的四种制程，如图2所示。 染色法使用染料作为着色剂，可用明胶或压克力树脂作为树脂材料。其制程主要有涂布、曝光显影、染色固化，利用该制程在BM已经图案化的玻璃基板上分三次分别制备的R、G、B三色光阻。染色法制得的CF价格便宜，色彩鲜艳，透过率高，但是耐热耐光性差，不适合高档LCD。电沉积法的树脂主要是聚酯，以颜料为着色剂。电沉积法先通过曝光显影得到图案化的ITO，然后在ITO上分别沉积R、G、B三色光阻，然后再通过涂布、曝光、显影得到BM。电沉积法制备彩色光阻只需曝光显影一次，但在成本上不占有优势。颜料分散法以颜料为着色剂，压克力为树脂树脂。其主要制程为涂布、曝光、显影，制备R、G、B三色光阻需要经过三次该制程。颜料分散法工艺相对简单，耐候性好，目前中小尺寸的彩色滤光片绝大部分采用该方法。印刷法的树脂为环氧树脂，以颜料为着色剂。其主要制程滚筒颜料附着、印刷，在BM已经图案化的玻璃基板上制得彩色光阻。印刷法制程简单，但精度不高。 除以上所述的四种方法外，还有染料分散法、颜料刻蚀法，但都因工艺复杂、成本较高，很少使用。 2 大尺寸彩色滤光片的制程新方法 随着液晶面板的不断增大，原有的传统CF制程都显得力不从心，新的制程方法也应运而生。其中主要有DuPont 的热多层技术（Thermal multi-layer tech.）、凸版印刷（Toppan）的反转印刷法（Reverse printing method）和大日本印刷（DNP）的喷墨打印法(Ink Jet printing)。 2.1 热多层技术 热多层技术是杜邦公司的独创发明，其通过激光定向加热Donor film层，使Donor film层中的颜料层脱落并转印在基板上，从而得到所需的彩色光阻。目前杜邦已经能够制备G 8的设备。
405nm带通滤光片 405nm窄带滤光片优点 1）高透过率，光信号衰减率小，有效提升工作距离和光强度 2）高截止深度，有效避免杂光干扰； 3）波长精度高; 4）10多年的光学滤光片生产经验，进口镀膜机制作，IAD离子辅助镀膜技术，确保低温飘，膜层牢固度更强。 405nm FWHM8nm 窄带滤光片指标 BP405 FWHM=8nm CWL：405nm±2nm FWHM：8nm ±2nm Tpeak：T≥45%@405>;±2nm(CWL) Blocking：OD5@200-1200nm Surface：80/50 Substrate：Quartz glass,H-K9L
Circle：φ10mm,φ12.5mm Thickness：4mm 405nm FWHM10nm窄带滤光片指标 BP405 FWHM=10nm CWL：405nm±5nm FWHM：10nm ±5nm Tpeak：>75% Blocking：Tmax<1%@300-380&435-1100nm Surface：80/50 Substrate：Float glass,B270 Size Circle：φ8-φ44mm Square：10×10-40×40mm Thickness：2.0-5mm 405nm窄带滤光片光学谱线图
405nm窄带滤光片应用 酶标仪、SIM酶标仪、荧光分光光度计、生化仪、全自动生化分析仪、半自动生化分析仪、激光扫描共焦显微镜技术、紫外检测器、紫外荧光分析仪、激光显微共焦拉曼光谱系统、全自动酶免分析系统、流式多色检测技术、流式细胞仪、共聚焦荧光显微镜、免疫分析系统、
光学显微镜的工作原理 显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。 根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。
滤光片常见问题FAQ 1、购买滤光片时能否通过X,Y,Z色坐标选型？ 答：可以，通常滤光片是直接通过燃料、荧光素或波长来选型的，也有客户直接通过波长来选型，但我们也支持通过XYZ色坐标选型。 2、是否有匹配现有显微镜的滤光片和盒子？是否能够根据目前滤光片上的型号下单？ 答：Chroma滤光片都设计了针对各种显微镜的尺寸，能否满足各个显微镜厂家的需求。用户可以根据在用样品上的型号下单，可以在标准型号中选择相同或最接近的滤光片型号。 3、如果购一整套滤光片和滤光片块盒或滑块是否有优惠？ 答：如果购买一整套滤光片就会直接享受相应的折扣优惠，滤光片盒子或滑块和滤光片是分别计价的，购买整套滤光片和滤光片盒子也有相应的折扣。 4、标准的滤光片（二向色镜）的尺寸是什么？ 答：对于滤光片，没有标准尺寸这一说。不过比较普遍的尺寸是25mm直径的圆形，另外比较常用的尺寸有25.5x36mm 和26x38mm。滤光片的尺寸定制非常方便。 5、我在搜索某一种荧光素(FITC)时，发现有D型滤光片，HQ型滤光片和ET系列滤光片三个选项，他们之间有什么异同？ 答：这三组滤光片都是专门针对FITC燃料的方案，D系列滤光片和HQ系列滤光片光谱看起来比较接近，差别在于HQ滤光片的边缘更加陡直，在使用时可以选择波长差更接近的滤光片组合。ET系列滤光片不仅具有非常陡直的过渡区，而且具有95%~98%的透过率，远远好于D和HQ系列。
6、激发和发射滤光片波长和波长范围的选取原则是什么？激发和发射滤光片的投射光谱可以只相差10nm 吗？ 答：激发和发射滤光片组合的选择不是取决于透射光谱，而是取决于光密度谱线（表示对光线的阻挡）。宽场光源要求两个滤光片焦点OD>5，而激光光源一般则要求OD>6。 7、为什么光密度值（OD值）如此重要？ 答：如果激光滤光片和发射滤光片的波段匹配不好，则会导致部分激光光透过发射滤光片。轻者导致信噪比降低，荧光收到激发光源的强烈干扰，重则会损伤人眼或损坏探测器。激光光的强度往往是荧光的数量级倍数，因此需要表示光密度衰减的OD来评估。 8、如果我的荧光滤光片看起来已经有一点损坏怎么办？ 答：有些滤光片太接近光源容易导致损伤。我们建议使用一种KG1红外吸收肖特玻璃，放在滤光片和光源之间就能有效保护滤光片。 9、二向色镜的反射波段和透射波段相差多少nm？ 答：二向色镜一般是45°入射，一般反射波段和透射波段相差10~30nm。 10、Chroma有多少种滤光片型号? 答：Chroma到目前为止已经有超过12000种滤光片型号，但这些型号并不是都挂在网上，网站列出的只是部分最常用的型号。如果有特殊需求，请联系海纳光学。 11、滤光片滑块（塑料）是干什么用的？ 答：滤光片滑块（Slider）的作用是提供非常好平行度和一致性，以保证荧光激发的一致性。
滤光片 一、定义 通过所需波长的光波，过滤掉不需要波长光波的一种光学器件。用来选取所需辐射波段的光学器件。滤光片的一个共性，就是没有任何滤光片能让天体的成像变得更明亮，因为所有的滤光片都会吸收某些波长，从而使物体变得更暗。 二、原理 滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种染料或在其表面蒸镀光学膜制成,用以衰减（吸收）光波中的某些光波段或以精确选择小范围波段光波通过，而反射（或吸收）掉其他不希望通过的波段。通过改变滤光片的结构和膜层的光学参数，可以获得各种光谱特性，使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射、偏振或相位状态。 三、透射率 透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。被透射的物体为透明体或半透明体，如玻璃，滤色片等。若透明体是无色的，除少数光被反射外，大多数光均透过物体。为了表示透明体透过光的程度，通常用入射光通量与透过后的光通量之比z来表征物体的透光性质，z被称为光的透射率。 四、光学薄膜 1、光学薄膜干涉原理 光是一种电磁波。可以设想光源中的分子或原子被某种原因激励而振动, 这种振动导致分子或原子中的电磁场发生电磁振动。可以证明, 电场强度与磁场强度两者有 单一的对应关系，同时在大多光学现象中电场强度起主导作用， 所以我们通常将电场振动称为光振动，这种振动沿空间方向传播 出去就形成了电磁波。 电磁波的波长λ、频率f、传播速度v三者之间的关系为： v=λ f 各种频率的电磁波在真空中的速度都是一样的，即3 ×1 08m /s ，常用C 表示。但是在不同介质中，传播速率是不一样的。 假设某种频率的电磁波在某一介质中的传播速度为v，则C 与v 的比值称为这种介质对这种频率电磁波的折射率。 频率不同的电磁波，它们的波长也不同。波长在400到760 nm 这样一段电磁波能引起人们的视觉，称为可见光。普通光源如太阳、白炽灯等内部大量振动中的分子或原子彼此独立，各自有自己的振动方向、振幅及发光的起始时间。每个原子每一次振动所发出的光波只有短短的一列，持续时间约为10- 8秒。我们通常观察到的光都是光源内大量分子或原子振动辐射出来的结果，而观察不到其作为一种波动在传播过程中所能表现出来的特征——干涉、衍射和偏振等现象。这是因为实现光的干涉是需要条件的，即只有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的两列光波才是相干光波， 这样的两列波辐射到同一点上，彼此叠加，产生稳定的干涉抵 消(产生暗影)或者干涉加强( 产生比两束光能简单相加更强的 光斑) 图像，才是我们观察到的光的干涉现象。光学薄膜可以 满足光干涉的这些条件。如图1所示，它表示一层镀在基底( n2) 上的折射率为n1厚度为d1的薄膜，假定n1 < n2，n0为入射 介质的折射率。入射光束I 中某一频率的波列W 在薄膜的界 面1 上反射形成反射光波W 1，透过界面的光波穿过薄膜在界 面2 上反射后再次穿过薄膜，透过界面1 在反射空间形成反
光学显微镜得工作原理 显微镜就是一种精密得光学仪器,已有300多年得发展史、自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到得许多微小生物与构成生物得基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍得光学显微镜,而且有放大几十万倍得电子显微镜,使我们对生物体得生命活动规律有了更进一步得认识。在普通中学生物教学大纲中规定得实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能得好坏就是做好观察实验得关键。 一、显微镜得光学系统 显微镜得光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义得说也包括照明光源、滤光器、盖玻片与载玻片等、 (一)、物镜 物镜就是决定显微镜性能得最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察得物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜得分类 物镜根据使用条件得不同可分为干燥物镜与浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜与油浸物镜(常用放大倍数为9０—１00倍)、 根据放大倍数得不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(２0倍左右)高倍物镜(4０-65倍)。根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光得色差得物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光得色差得物镜,价格贵,使用少)、 2、物镜得主要参数: 物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径与工作距离。 ①、放大倍数就是指眼睛瞧到像得大小与对应标本大小得比值。它指得就是长度得比值而不就是面积得比值。例:放大倍数为100×,指得就是长度就是1μm得标本,放大后像得长度就是10０μm,要就是以面积计算,则放大了１０,000倍。 显微镜得总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数得乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写ＮA或A,就是物镜与聚光器得主要参数,与显微镜得分辨力成正比。干燥物镜得数值孔径为0、05—０。95,油浸物镜(香柏油)得数值孔径为1、25。 ③、工作距离就是指当所观察得标本最清楚时物镜得前端透镜下面到标本得盖玻片上面得距离。物镜得工作距离与物镜得焦距有关,物镜得焦距越长,放大倍数越低,其工作距离越长、例:10倍物镜上标有10/0.２5与16０／０.１7,其中10为物镜得放大倍数;0、２5为数值孔径;16０为镜筒长度(单位ｍm);0。17为盖玻片得标准厚度(单位mm)。10倍物镜有效工作距离为6。５mｍ,４0倍物镜有效工作距离为０。48mm 。 ３、物镜得作用就是将标本作第一次放大,它就是决定显微镜性能得最重要得部件——分辨力得高低。 分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力得大小就是用分辨距离(所能分辨开得两个物点间得最小距离)得数值来表示得、在明视距离(25cm)之处,正常人眼所能瞧清相距0。０7３mm得两个物点,这个０、073mm得数值,即为正常人眼得分辨距离。显微镜得分辨距离越小,即表示它得分辨力越高,也就就是表示它得性能越好。 显微镜得分辨力得大小由物镜得分辨力来决定得,而物镜得分辨力又就是由它得数值孔径与照明光线得波长决定得、 当用普通得中央照明法(使光线均匀地透过标本得明视照明法)时,显微镜得分辨距离为ｄ=0。61λ／NA 式中d-—物镜得分辨距离,单位nｍ。