Фильтры для блокировки инфракрасного излучения и пропускания видимого света

Введение

Оптические фильтры, блокирующие ближний инфракрасный свет и пропускающие видимый свет.

Инфракрасные фильтры, иногда называемые ИК-фильтрами или фильтрами, поглощающими тепло, предназначены для отражения или блокирования ближних инфракрасных волн, при этом пропуская видимый свет. Они часто используются в устройствах с яркими лампами накаливания (например, в слайд-проекторах и проекторах) для предотвращения нежелательного нагрева. Также существуют фильтры, применяемые в видеокамерах с ПЗС- или КМОП-матрицами для блокировки инфракрасного излучения, поскольку многие датчики камер обладают высокой чувствительностью к ближнему инфракрасному свету. Обычно эти фильтры имеют голубоватый оттенок, так как они могут также блокировать часть света с более длинных красных длин волн.

ИК-передающие/пропускающие фильтры в фотографии

В отличие от принятой практики наименования оптических фильтров, где название фильтра указывает на блокируемые длины волн, и в соответствии с практикой для воздушных и масляных фильтров, фотофильтры называются по цвету света, который они пропускают. Таким образом, синий фильтр делает изображение синим. Синий фильтр незначительно пропускает больше света в синей области спектра, что приводит к небольшому сдвигу цветовой температуры фотографии в сторону более холодных оттенков. По этой причине термин "ИК-фильтры" обычно используется для обозначения фильтров, пропускающих инфракрасный свет и полностью блокирующих другие длины волн. Однако в некоторых случаях термин "ИК-фильтр" все еще может использоваться как синоним фильтра инфракрасного излучения. В отличие от человеческого глаза, сенсоры на основе кремния (включая ПЗС и КМОП сенсоры) обладают чувствительностью, простирающейся в ближнюю инфракрасную область. Такие сенсоры могут достигать чувствительности до 1000 нм. Цифровые камеры обычно оснащаются ИК-блокирующими фильтрами для предотвращения получения неестественных изображений. ИК-пропускающие фильтры, или удаление заводских ИК-блокирующих фильтров, обычно используются в инфракрасной фотографии для пропускания инфракрасного света и блокирования видимого и ультрафиолетового излучения. Такие фильтры кажутся черными глазу, но становятся прозрачными при просмотре с помощью устройства, чувствительного к ИК-излучению. Поскольку красители в проявленной пленке блокируют различные части видимого спектра, но при этом все они достаточно прозрачны для инфракрасного излучения, темно-черные участки любой проявленной пленки (где блокируются все видимые цвета) пропускают только инфракрасный свет и обычно используются (накладываются друг на друга при необходимости для лучшей фильтрации видимого света) в качестве недорогой альтернативы дорогим фильтрам на стеклянной основе. Такие фильтры могут использоваться как для объективов цветных камер, так и для фильтрации видимого света от источников инфракрасного освещения. Наиболее простой способ получить такой фильтрующий материал – проявить любую коммерческую цветную негативную пленку после ее полного засвечивания. Для этого идеально подходят обрезки 35-мм пленки, не тратя впустую целый рулон. (При передаче такого материала может потребоваться специальное уведомление, чтобы гарантировать возврат всей "черной" негативной пленки, полученной таким образом, и отсутствие необходимости печати цветных негативов на фотобумаге). Аналогичным образом, визуально непрозрачные "черные" цветные позитивные пленочные эмульсии, смонтированные в картон, как для обычной демонстрации слайдов, обеспечивают недорогие инфракрасные фильтры в картонной оправе. Пленки большего размера, чем 35 мм, могут быть обработаны аналогичным образом для производства фильтров большего размера. Для астрофотографии многие фотогеничные объекты (такие как эмиссионные туманности) ярки в дальнем красном и ближнем инфракрасном диапазонах. Удаление заводских фильтров повышает чувствительность к таким объектам, а также может повысить резкость, поскольку такие фильтры могут также включать антиалиасинговые фильтры.

In contrast to the naming convention of optical filters where the name of the filter denotes the wavelengths that are blocked, and in line with the convention for air filters and oil filters, photographic filters are named for the color of light they pass. Thus a blue filter makes the picture look blue. A blue filter marginally allows more light in the blue wavelength to pass resulting in a slight shift of the color temperature of the photo to a cooler color. Because of this, the term "IR filters" is commonly used to refer to filters that pass infrared light while completely blocking other wavelengths. However, in some applications the term "IR filter" still can be used as a synonym of infrared cut off filter. Unlike the eye, sensors based on silicon (including CCDs and CMOS sensors) have sensitivities extending into the near infrared. Such sensors may extend to 1000 nm. Digital cameras are usually equipped with IR blocking filters to prevent unnatural looking images. IR transmitting (passing) filters, or removal of factory IR blocking filters, are commonly used in infrared photography to pass infrared light and block visible and ultraviolet light. Such filters appear black to the eye, but are transparent when viewed with an IR sensitive device. Since the dyes in processed film block various part of visible light but are all fairly transparent to infrared, dark black sections of any processed film (where all visible colors are blocked) pass only infrared light and are commonly used (layering one over another if necessary for better visual light filtering) as a cheap alternative to expensive glass backed filters. Such filters can be used both over color camera lenses, and to filter visible light from IR illumination sources. Such filter stock is most easily made available most simply by having any commercial color negative film developed after being fully exposed to light. The leaders of 35mm film are ideal for this, without wasting an entire roll of film. (Some special communication may be necessary in such submission, to ensure that all of the "black" negative film thus produced is indeed returned, and that there is no need to print the color negative results on photographic paper). In the same way, visually opaque "black" color positive film emulsions mounted in cardboard, as for routine slide projection, provide inexpensive cardboard mounted infrared filters. Film sizes larger than 35 mm may be handled in the same way for larger filter production. For astrophotography, many photogenic targets (such as emission nebulae) are bright in the far red and near infrared. Removal of factory filters increases sensitivity to such targets, and may also increase sharpness, as such filters may also include anti aliasing filters.