5.5. Szűrők

iDevice ikon

A szűrők feladata, hogy az adott hullámhosszú fényt átengedje, de a nemkívánatosakat kiszűrje. Erre azért van szükség, mert az optikai vevő széles hullámhossz tartományban képes detektálni, így a más hullámhosszú fények a rendszerhez zajként adódnak hozzá.

Alkalmaznak kristályszűrőket, melyek az adott hullámhosszakon működnek, de ezeknek nem túl keskeny a spektrumuk, így nem minden körülmények között használhatók.

Az igazán jó szűrők az interferencia-szűrők, melyeket vékonyréteg szűrőknek (DTF= Dielektricum Thinlayer Filter) neveznek. Felépítésükből kapták nevüket, mivel felváltva különböző törésmutatójú rétegeket helyeznek el egymás mellett. Ezen áthaladva a több hullámhosszt tartalmazó fény minden egyes réteg határfelületén - a Fresnel reflexió miatt - reflektálódik. A visszaverődött fény is újból reflektálódik. A haladó és a reflektálódott fényhullámok interferálódnak, azaz az azonos fázisban érkezők erősítik, az ellentett fázisban érkezők viszont csillapítják egymást. Ennek eredményeképpen lesznek olyan hullámhosszok, melyek áthaladnak a szűrőn és lesznek olyan hullámhosszok, melyek - más fázisban érkezve a határfelületekre - nem tudnak áthaladni az eszközön (32. ábra).

32. ábra
Vékonyréteg szűrők elvi felépítése

Ennek a szűrőnek van egy nagy előnye, hogy kalibrálható, azaz pontosan beállítható - sőt működés közben változtatható - az alkalmazott hullámhossz. Ehhez egyszerűen feszültséget kell kapcsolni az egyes rétegek közé. Ekkor ugyanis megváltozik az anyag törésmutatója, így a határfelületre más fázisban fog érkezni a fény, ami azt eredményezi, hogy más hullámhosszokat fog átengedni illetve reflektálni.

33. ábra
DTF szűrő alkalmazása

A 33. ábrán egy ilyen szűrőnek a sematikus képe látható, melynél feltüntettük a visszavert hullámhosszt is. Nem csak alul/felül-áteresztő szűrők hozhatók így létre, hanem sávszűrők is, hiszen több réteg is egymásra helyezhető.

Ennek a szűrőnek egy speciális megvalósítása a Bragg-rács, mely ugyanezt az elvet hasznosítja. A felépítésében annyiban különbözik a DTF szűrőtől, hogy a törésmutató váltásokat magában az optikai szálban hozzák létre. Olyan anyagot visznek az optikai szálba, mely UV fény hatására megváltoztatja a törésmutatóját. Ezután már „csak" periodikusan meg kell világítani a szálat, és előállt a szűrőnk (34. ábra).

34. ábra
Bragg rács