CN112363264A - 切趾变密度滤光片 - Google Patents
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Abstract
本发明属光学元件领域，尤其涉及一种用于消除边缘杂散光或调整光源强度分布的切趾变密度滤光片，所述切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率符合切趾函数；所述切趾变密度滤光片的几何形状为圆形或方形；所述切趾变密度滤光片的渐变趋势为正向切趾或反向切趾；所述切趾变密度滤光片的透射率随位置的变化呈三角波函数、抛物线函数、Connes函数、余弦函数、二次余弦函数、海明函数、布拉克曼函数或高斯函数关系。本发明可消除光束边缘杂散光，能通过沿半径方向双向渐变对光强进行调整。
Description
技术领域
本发明属光学元件领域，尤其涉及一种用于消除边缘杂散光或调整光源强度分布的切趾变密度滤光片。
背景技术
中性密度滤光片(neutral density filter)简称密度片，是一种能量分光元件，对光信号起衰减调节作用，具有结构简单，使用波长范围广，中性度好等优点，在各类光学仪器和光学实验中得到广泛应用。密度片分固定密度片和变密度片两类。固定密度片的光密度不随位置变化，整个零件是均匀一致的，而变密度片的光密度是随位置发生变化的。比较常见变密度片有：圆形线性渐变密度片、条形线性渐变密度片、圆形阶梯密度片和条形阶梯密度片，这些变密度片的共同特点是光密度随角度或位置单向渐变。
上述变密度片的作用是对整个光束的光强进行调节，而在一些光学系统中，光源强度均匀分布或者按特定规律分布是非常重要的。例如，激光光束的强度大多是呈高斯分布的，但某些应用场合需要将其变成均匀光束，但在另一些场合则需要把均匀光束或不标准的高斯光束转变成高斯光束，这时候就需要沿半径方向双向渐变的密度片来对光强进行调整。
在一些成像光学系统中，有时候需要通过降低特征物体周围的光线，以使特征物体的图像得到增强，这种应用常见于天文观测、机器视觉、专业摄影及特种成像。径向变密度片将边缘的光线进行了衰减，从而使中心主体的图像得到增强。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种可消除光束边缘杂散光，能通过沿半径方向双向渐变对光强进行调整的切趾变密度滤光片。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种切趾变密度滤光片，其膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率符合切趾函数；透射率与光密度存在如下换算关系：T＝10-D；其中T为透射率；D为光密度。
作为一种优选方案，本发明所述切趾变密度滤光片的几何形状为圆形或矩形。
进一步地，本发明所述切趾变密度滤光片的渐变趋势为正向切趾或反向切趾。
进一步地，本发明所述切趾变密度滤光片的透射率随位置的变化呈三角波函数、抛物线函数、Connes函数、余弦函数、二次余弦函数、海明函数、布拉克曼函数或高斯函数关系。
本发明可消除光束边缘杂散光。某些应用场合需要将其变成均匀光束，但在另一些场合则需要把均匀光束或不标准的高斯光束转变成高斯光束，这时候就需要沿半径方向双向渐变的密度片来对光强进行调整。本发明能通过沿半径方向双向渐变对光强进行调整。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1a为本发明圆形正向切趾密度片示意图；
图1b为本发明方形正向切趾密度片示意图；
图1c为本发明圆形反向切趾密度片示意图；
图1d为本发明方形反向切趾密度片示意图；
图2为本发明透射率随位置呈三角波函数变化曲线图；
图3为本发明透射率随位置呈抛物线函数变化曲线图；
图4为本发明透射率随位置呈Connes函数变化曲线图；
图5为本发明透射率随位置呈余弦函数变化曲线图；
图6为本发明透射率随位置呈二次余弦(Hanning)函数变化曲线图；
图7为本发明透射率随位置呈海明(Hamming)函数变化曲线图；
图8为本发明透射率随位置呈布拉克曼(Blackman)函数变化曲线图；
图9为本发明透射率随位置呈高斯函数变化曲线图。
具体实施方式
实施例1
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下三角波函数变化切趾函数。
表达式：l＝1-|x|。透射率随位置呈三角波函数变化曲线图见图2所示。x为切趾变密度滤光片膜层位置，I为具体位置对应的透射率。
实施例2
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下抛物线函数变化切趾函数。
表达式：I＝1-x2。透射率随位置呈抛物线函数变化曲线图见图3所示。
实施例3
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下Connes函数变化切趾函数。
表达式：l＝(1-x2)2。透射率随位置呈Connes函数变化曲线图见图4所示。
实施例4
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下余弦函数变化切趾函数。
表达式：
透射率随位置呈余弦函数变化曲线图见图5所示。
实施例5
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下二次余弦(Hanning)函数变化切趾函数。
表达式：
透射率随位置呈二次余弦(Hanning)函数变化曲线图见图6所示。
实施例6#
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下海明(Hamming)函数变化切趾函数。
表达式：
透射率随位置呈海明(Hamming)函数变化曲线图见图7所示。
实施例7#
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下布拉克曼(Blackman)函数变化切趾函数。
表达式：
透射率随位置呈布拉克曼(Blackman)函数变化曲线图见图8所示。
实施例8#
切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率随位置的变化呈如下高斯函数变化切趾函数。
表达式：
透射率随位置呈高斯函数变化曲线图见图9所示。
图1a为本发明圆形正向切趾密度片示意图；图1b为本发明方形正向切趾密度片示意图；图1c为本发明圆形反向切趾密度片示意图；图1d为本发明方形反向切趾密度片示意图。透射率(T)和光密度(D)存在如下换算关系：T＝10-D。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种切趾变密度滤光片，其特征在于，所述切趾变密度滤光片膜层厚度沿中心轴或对称轴对称分布，其透射率符合切趾函数。
2.根据权利要求1所述的切趾变密度滤光片，其特征在于：所述切趾变密度滤光片的几何形状为圆形或矩形。
3.根据权利要求2所述的切趾变密度滤光片，其特征在于：所述切趾变密度滤光片的渐变趋势为正向切趾或反向切趾。
4.根据权利要求1所述的切趾变密度滤光片，其特征在于：所述切趾变密度滤光片的透射率随位置的变化呈三角波函数、抛物线函数、Connes函数、余弦函数、二次余弦函数、海明函数、布拉克曼函数或高斯函数关系。
Priority Applications (1)
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| CN102368099A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-03-07 | 沈阳仪表科学研究院 | 透射率线性渐变的中性密度滤光片 |
| CN105607173A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-05-25 | 西安工业大学 | 圆形径向渐变中性密度滤光片及其制备方法和装置 |
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2020
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