光學(xué)衰減片綜合介紹及科普

上篇，我們?yōu)榇蠹曳窒磉^關(guān)于濾光片的兩大類，無鍍膜的有色濾光片以及鍍膜濾光片的定義及幾個(gè)分類，今天我們?yōu)榇蠹抑v述關(guān)于濾光片的另外一個(gè)分支---光學(xué)衰減片，很多人對他的第一個(gè)認(rèn)識(shí)就是攝影的防過曝濾鏡，今天我們就帶大家進(jìn)行一個(gè)簡單的綜合性介紹，也方便大家更加清楚地認(rèn)識(shí)光學(xué)衰減片！

一、光學(xué)衰減片定義命名

光學(xué)衰減片，又稱中性密度濾光片，其作用如名字一般，負(fù)責(zé)光透過的衰減，一般分為吸收型和反射型兩種。

（衰減片）

1.吸收型中性濾光片定義

吸收型中性濾光片，其制作方式與有色濾光片類似，一般是指材料本身或在材料中摻雜某些吸光元素后，對一些特定波長的光起到吸收作用，而對其它波長的光不發(fā)生或少發(fā)生影響。通常吸收式衰減片的損傷閾值要低一些，而且長時(shí)間使用后，可能會(huì)有發(fā)熱現(xiàn)象（部分光能被吸收后轉(zhuǎn)化為熱能），使用時(shí)需要注意。

吸收型中性濾光片能夠減少可見光或 YAG 激光(1064nm)的光量。由于是吸收型濾光片，反射引起的雜散光很少，透過光的特性不會(huì)隨光量的減少發(fā)生大的變化。透過率分類細(xì)致，可以減少各種光量，組合數(shù)個(gè)濾光片還可以對光量進(jìn)行微調(diào)。

（吸收性中性密度濾光片）

吸收型中性濾光片注意！

1.不可用于高能量激光，否則濾光片會(huì)有損壞的危險(xiǎn)。高能量激光請使用反射型衰減片。

2.可通過改變?yōu)V光片厚度調(diào)節(jié)實(shí)際的透過率性能。因此，每個(gè)濾光片厚度都不一樣。需要保持(5mm 以下)厚度一致時(shí),請使用帶框?yàn)V光片?？蛇M(jìn)行帶框?yàn)V光片定制。

3.透過率的波長特性隨制造批號(hào)的不同而不同，尤其是適用波長之外的波長特性變化隨制造批號(hào)的不同變化較大。如果使用波長超出指定波長范圍時(shí)，請使用反射型衰減片。

4.由于衰減片未蒸鍍增透膜，會(huì)產(chǎn)生 3% 左右的反射?？山邮苷翦冊鐾改ざㄖ疲墒沟帽砻娣瓷渎实陀?1%。

（反射型中性密度濾光片）

2.反射型中性濾光片定義

反射型中性濾光片，屬于鍍膜濾光片的一種，采用薄膜反射原理，將一部分光透過，而將另一部分光反射(通常不再利用這些反射光)，這些反射光容易形成雜散光而降低實(shí)驗(yàn)精度，此時(shí)，請使用光線收集器收集反射光。

反射型中性濾光片用于減少高能量激光或?qū)挷ㄩL譜區(qū)光量的中性濾光片。由于未透過的光線沒有被玻璃吸收，不必?fù)?dān)心高溫時(shí)玻璃破損，且由于使用金屬膜（一般鍍鉻或鉑金金屬）反射，從紫外到紅外光譜有比較穩(wěn)定的透過率波長特性。

（各反射型中性密度濾光片光譜）

反射型中性濾光片注意

1.因?yàn)殂t膜有吸收，不能用于高能量的脈沖激光。

2.高能量激光射入濾光片時(shí)，因?yàn)闊嵬哥R效應(yīng)光束可能會(huì)聚光。

3.濾光片正面反射的激光光束是危險(xiǎn)的，請妥善終止反射光束以防止照射到操作人員。

4.激光光束垂直射入濾光片時(shí)，濾光片反射的光線會(huì)返回到激光光源。這樣的返回光會(huì)使激光器的振動(dòng)變得不穩(wěn)定，請稍微傾斜濾光片后使用，以防止反射光返回到激光光源。

二、中性濾光片指標(biāo)

玻璃在可見光中各波長的光線無選擇地均勻吸收，其光譜特性指標(biāo)是以平均透射比 Tp，平均透射比允許偏差范圍 △ Tp，最大允許偏差值 Qz 來表示。

平均透射比是指規(guī)定厚的玻璃在規(guī)定波長范圍內(nèi)，玻璃每隔 20nm 測得的透射比的平均值，以 Tp 表示。

平均透射比允許偏差范圍是指該型號(hào)玻璃的平均透射比所允許的偏差值，以△ Tp 表示。

最大允許偏差值是指玻璃在規(guī)定波長范圍內(nèi)平均透射比偏差最大的透射比與平均透射比的絕對差值，以 Qz 來表示。

三、衰減片的其他分類

衰減片（中性濾光片）根據(jù)其不同光譜需求，不僅僅只覆蓋了固定的中性密度衰減片，在實(shí)際使用上可制作成一種用于衰減過渡的中性密度（ND）濾光片（常見鍍鉻），我們一般稱為漸變型中性（Gradient neutral density GND）濾光片，漸變?yōu)V光片一般常見如階梯漸變?yōu)V光片、軟漸變?yōu)V光片、環(huán)形漸變中性濾光片、徑向中心漸變?yōu)V光片等，其形狀一般有條形、圓形、方形等不同形態(tài)。

（階梯漸變中性密度濾光片）

（階梯漸變中性密度濾光片光譜）

階梯漸變?yōu)V光片，也是硬漸變?yōu)V光片最標(biāo)準(zhǔn)的稱呼，其光學(xué)特性表現(xiàn)為過渡區(qū)非常短、非常明顯。從完全透明到最大密度（如 ND0.6, ND0.9等）的變化在很短的距離（幾毫米）內(nèi)完成，形成類似“階梯”狀的明暗分界（但實(shí)際是快速漸變的，并非絕對硬邊）。最適合拍攝地平線平直、清晰的場景，如海景、沙漠、草原。因?yàn)槊靼捣纸缇€可以精確地對齊地平線，壓暗天空而不影響地面。

（線性軟漸變中性密度濾光片）

軟漸變?yōu)V光片與硬漸變最大的區(qū)別就是它的過渡區(qū)很長、很柔和。從完全透明到最大密度的變化在一個(gè)相對較寬的距離（1厘米到幾厘米）內(nèi)平緩?fù)瓿?。最適合拍攝地平線不規(guī)則的場景，如山脈、森林、城市建筑群。柔和的過渡可以更好地融入前景中高低錯(cuò)落的物體，避免產(chǎn)生生硬的明暗線。

（線性軟漸變中性密度濾光片光譜圖）

環(huán)形漸變中性濾光片與徑向中心漸變?yōu)V光片作為特殊的兩類漸變鏡，漸變模式圍繞畫面中心或某個(gè)點(diǎn)呈環(huán)形/徑向分布，而不是像標(biāo)準(zhǔn)漸變鏡那樣是線性的（從一邊到另一邊），為漸變?yōu)V光片的另外一種變體！

（環(huán)形漸變中性密度濾光片）

環(huán)形漸變中心一般為鏤空（便于安裝到設(shè)備中），中心外圈覆蓋了一層軟漸變鍍膜，通過旋轉(zhuǎn)濾光片，可以改變透過率的反射型中性濾光片。可以用于需要光量調(diào)節(jié)的計(jì)測實(shí)驗(yàn)或使用照相機(jī)拍攝圖像時(shí)的灰度調(diào)節(jié)。光量可以連續(xù)調(diào)節(jié),得到任意亮度。透過率相對調(diào)節(jié)量為對數(shù)變化,可以容易地調(diào)節(jié)光量。濾光片非常薄，可以插入到光學(xué)系統(tǒng)的很小的細(xì)縫中。

（環(huán)形軟漸變中性密度濾光片正面圖）

徑向中心漸變?yōu)V光片，也叫牛眼濾光片，視覺上很像射擊用的“牛眼靶”或眼睛的瞳孔，一般為外圈黑到內(nèi)圈透明（常見）或內(nèi)圈黑外圈透明。其核心功能是通過不同環(huán)帶對光的波長、偏振態(tài)、強(qiáng)度或相位進(jìn)行選擇性調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對光場的空間分布管理。常見的牛眼濾光片也叫牛眼鏡，常見用于創(chuàng)意攝影壓暗四周邊緣，使畫面中心的主體（如人像、建筑、靜物）更加突出從而營造氛圍感，以及無人機(jī)攝影校正鏡頭固有暗角和螺旋槳遮擋引起的邊緣變暗。

（徑向軟漸變牛眼濾光片）

好了，關(guān)于本次的衰減片知識(shí)分享就到這里，更多精彩內(nèi)容我們后續(xù)會(huì)持續(xù)推送！