Фильтр нейтральной плотности

Определения:
Факторы затухания на больших длинах волн близки к постоянному оптическому аттенюатору.

Фильтр нейтральной плотности является фотозатухающим устройством, которое почти одинаково распадается в большом диапазоне длин волн (например, во всей области видимого света или в некоторых инфракрасных областях). Его свойства, не связанные с длиной волны, отличают его от других цветовых фильтров, которые распадаются в одной области длины волны больше, чем в других.
Фильтры нейтральной плотности похожи на серые солнцезащитные очки, но они имеют более высокую оптическую массу и большую степень затухания. Они обычно прямоугольные или круглые, чтобы соответствовать потребностям пользователя.
Интенсивность затухания обычно выражается скоростью поглощения света или оптической плотностью и является абсолютным значением логарифма коэффициента пропускания мощности на основе 10. Например, оптическая плотность 3 указывает на коэффициент затухания мощности света 103 = 1000.

Фильтр нейтральной плотности поглощения и отражения
Некоторые фильтры нейтральной плотности изготовлены из стекла, и материал, легированный стеклом, создает нежелательный процесс поглощения. Некоторые из этих абсорбционных фильтров не имеют покрытия, а другие имеют широкополосное антиотражающее покрытие.
Не все фильтры требуют затухания путем поглощения, но также могут использовать отражение. Металлическое покрытие, которое часто наносится на стекло, обеспечивает как поглощение, так и отражение. Оптическая плотность фильтра - это, строго говоря, не поглощение света, а общая потеря пропускания.
Преимущество этого металлического фильтра заключается в том, что даже тонкий фильтр может сильно ослабевать. Кроме того, можно получить очень плоский спектр пропускания. Тем не менее, наличие отраженного света может влиять на некоторые приложения, когда лучше использовать не отражающие ND фильтры.
Поскольку отраженный свет не нагревает фильтр, он в принципе может выдерживать высокую световую мощность. Однако, поскольку металлические тонкие слои поглощают большое количество света одновременно, порог потери мощности равен уровню мощности, который может выдержать поглощающий фильтр.
Кроме того, при нагревании покрытия происходит окислительная реакция. Поэтому требуется тщательный процесс очистки, в то время как чистый стеклянный фильтр не требуется.
Отражение может быть не плоским во всей области длины волны, поскольку поглощение связано с длиной волны, но пропускание близко к постоянной.

Применение фильтров нейтральной плотности
Когда окружающая среда имеет сильный свет, фильтры нейтральной плотности обычно используются в фотографии. Фильтр уменьшает размер отверстия и, таким образом, создает более глубокий фокус, или фильтр может продлить время переключения затвора, чтобы получить размытый эффект от движения.
В фотосъемке чаще всего используются чистые абсорбционные фильтры. Существует также градуированный фильтр, скорость поглощения которого изменяется с верхнего конца.
В оптических и лазерных технологиях фильтры с нейтральной плотностью имеют множество применений. Например, перед тем, как мощный свет войдет в фотоэлектрический детектор, можно использовать фильтр для затухания или может также затухать лазерный луч.
Однако фильтр нейтральной плотности не является мощным аттенюатором: при применении к высокой мощности возникает тепловой эффект, который искажает луч и даже повреждает фильтр.
Некоторые из фильтров нейтральной плотности в большом комплекте фильтров образуют цепочку фильтров, которая может достигать различной степени затухания. При применении этих комбинаций отражающих фильтров к лазерному лучу необходимо помнить, что луч не может быть перпендикулярен фильтру.
Причина в том, что большая отражательная способность может образовывать оптические резонаторы. Резонансные эффекты сильно изменяют общую скорость пропускания (тесно связанную с длиной волны и шириной интервала), создавая высокую мощность резонатора, которая повреждает фильтр.
Корректированный фильтр нейтральной плотности с хорошими оптическими характеристиками плотности очень важен для динамометра, когда требуется расчет падающей мощности на основе измеренной мощности пропускания.

Колесо фильтра нейтральной плотности
Для достижения непрерывной настройки поглощения света можно использовать вращающийся фильтр нейтральной плотности. В этот момент, вращаясь вокруг центра, скорость поглощения продолжает увеличиваться, пока точка не вернется к своему первоначальному значению. Колесо обычно используется в тех случаях, когда площадь луча составляет лишь небольшую часть всей площади фильтра, когда скорость поглощения луча близка к постоянной.