硬核干貨 | 從近紅外到遠(yuǎn)紅外，一文搞懂 IR 紅外濾光片怎么選

導(dǎo)語

紅外光，你看不見，但它無處不在。

從夜晚熱成像攝像頭里的溫度分布，到激光切割機(jī)床上的精確聚焦；從天文臺里捕捉遙遠(yuǎn)星光的傳感器，到醫(yī)療設(shè)備里監(jiān)測血氧的指尖探頭……紅外光（IR）攜帶著物體溫度、成分、運(yùn)動狀態(tài)等極其關(guān)鍵的信息。

而讓這些精密系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)“看見"并提取紅外光的幕后英雄，正是紅外濾光片（IR Filters）。

今天，我們將以擁有45年歷史的頂級光學(xué)品牌 Andover Corporation 的產(chǎn)品線為例，為您深度拆解紅外濾光片的核心工藝、四大類型及選型指南。無論您是從事半導(dǎo)體、航空航天，還是醫(yī)療與天文科研，這篇干貨都值得您點(diǎn)贊收藏！

01 基礎(chǔ)科普：什么是 IR 濾光片？

紅外濾光片，簡單來說，就是一種“光學(xué)的篩子"——它能選擇性地讓特定紅外波段的光透過，同時無情地阻隔掉其他不需要的雜散光。

與可見光不同，紅外光的家族非常龐大，覆蓋了從 700nm 到 1mm 以上的超寬范圍。在工業(yè)與科研中，我們通常將其細(xì)分為：

• 近紅外 (NIR, 700nm–1.4μm)： 常用于光通信、激光防護(hù)、遙測。

• 短波紅外 (SWIR, 1.4–3μm)： 半導(dǎo)體檢測、夜視成像的“寵兒"。

• 中紅外 (MIR, 3–8μm)： 熱成像、氣體檢測、中紅外激光的核心波段。

• 遠(yuǎn)紅外 (FIR, 8–15μm)： 廣泛應(yīng)用于紅外測溫與環(huán)境監(jiān)測。

Andover 的硬核實(shí)力在于： 其 IR 濾光片產(chǎn)品線能夠覆蓋 1000nm 至 15000nm（從近紅外到遠(yuǎn)紅外）的超寬光譜，滿足從微型傳感器到大型天文望遠(yuǎn)鏡的多層次需求。

02 揭秘核心：三大制造工藝，各有各的“絕活"

優(yōu)秀的濾光片離不開頂級的鍍膜工藝。Andover 針對不同的應(yīng)用場景和性能優(yōu)先級，掌握了三種核心薄膜沉積工藝：

1. 磁控濺射（Magnetron Sputtering）—— 精工耐久的代名詞

這是 Andover 先進(jìn)的 IR 涂層工藝。

• 特點(diǎn)： 較高的耐用性、環(huán)境穩(wěn)定性，且涂層含水量極低（大幅延長使用壽命）。

• 適用： 1000nm–5000nm 波段，適配鍺(Ge)、硅(Si)、硒化鋅(ZnSe)等基底。

• 場景： 批次間性能高度一致，是航空航天和國防項(xiàng)目等嚴(yán)苛環(huán)境的理想之選。

2. 電阻蒸發(fā)（Resistance Evaporation）—— 靈活定制的實(shí)力擔(dān)當(dāng)

面向規(guī)?；c個性化定制。

• 特點(diǎn)： 波長覆蓋廣泛（1500nm–15000nm），尺寸支持 2mm 到 200mm 的跨度。

• 場景： 無論是實(shí)驗(yàn)室的原型開發(fā)，還是工廠的量產(chǎn)交付，它都能提供交期可控的路徑。

3. 類金剛石碳涂層（DLC）—— 惡劣環(huán)境的“硬核鎧甲"

專為惡劣環(huán)境而生。

• 特點(diǎn)： 極低的反射率（折射率約2.0），具備抗潮濕、抗鹽霧、抗磨損的“超能力"。

• 場景： 經(jīng)常用于保護(hù)高折射率紅外材料的外露面，是戶外熱成像設(shè)備、海洋環(huán)境光學(xué)系統(tǒng)的標(biāo)配。

03 四大 IR 濾光片類型詳解

在 Andover 的“光學(xué)利器合集"中，有四類最核心的濾光片，它們各司其職，解決不同的光路難題：

1.帶通濾光片（Bandpass Filters）

作用： 只讓特定波段的光通過，是 IR 系統(tǒng)中常用的類型。

• 全介電質(zhì)型： 適合要求高透過率、陡峭邊緣的光譜儀器。

• 金屬-介電質(zhì)型： 提供更深的帶外截止（OD4+），主要用于紫外到近紅外的精密濾光。

• 亮點(diǎn)： Andover 支持從 0.15nm 的超窄帶到數(shù)百 nm 的寬帶定制，并全面支持常見原子/離子/激光譜線的發(fā)射線濾光片。

2.邊緣濾光片（Edge Filters）

作用： 像一把光學(xué)手術(shù)刀，通過陡峭的截止斜率將光路一分為二（長波通 LWP / 短波通 SWP）。

• 核心參數(shù)： 截止深度高達(dá) OD4（99.99%）以上；陡邊版（Steep-Edge）過渡斜率 ≤1%，透過率 ≥91%，且能在 -50°C 到 +200°C 溫度下穩(wěn)定工作。

3.中性密度濾光片（ND Filters）

作用： 均勻降低光強(qiáng)，不改變光譜分布，俗稱光學(xué)的“墨鏡"。

• Andover 提供金屬型（高耐用，適合激光）、吸收型（無鬼影，適合成像）以及專為 SWIR 到熱紅外設(shè)計(jì)的 IR 專用型。

4.二向色濾光片（Dichroic Filters）

作用： 利用薄膜干涉實(shí)現(xiàn)角度依賴的波長選擇，將不同波長的光導(dǎo)向不同方向。是熒光顯微鏡和多通道成像系統(tǒng)的核心。

04 實(shí)力見證：它們都在哪里發(fā)光發(fā)熱？

Andover 的紅外濾光片早已深入各大前沿行業(yè)：

• 半導(dǎo)體與光伏制造： 等離子體監(jiān)測、薄膜厚度測量、晶圓表面缺陷檢測。

• 航空航天與國防： 熱尋的制導(dǎo)飛彈、飛機(jī)發(fā)動機(jī)熱端監(jiān)測（DLC涂層大顯身手）。

• 醫(yī)療與生命科學(xué)： 血氧飽和度傳感、激光手術(shù)防護(hù)。

• 天文觀測： 為地基和天基望遠(yuǎn)鏡提供標(biāo)準(zhǔn)測光系統(tǒng)（UBVRI）、SDSS濾光片組及紅外天文波段定制。

• 工業(yè)熱成像： 電力巡檢、建筑節(jié)能審計(jì)、材料無損檢測。

• 光通信與激光加工： 隔離信號光、濾除放大自發(fā)輻射（ASE）。

05 為什么全球工程師都信賴 Andover？

在精密光學(xué)領(lǐng)域，容錯率極低。選擇 Andover，就是選擇了安心：

1.45年專業(yè)沉淀： 成立于1979年，專注精密光學(xué)濾光片制造。

2.全流程自主可控： 美國本土工廠制造，嚴(yán)格執(zhí)行 AS9100（航空航天）和 ISO 9001 質(zhì)量體系。

3.全域定制能力： 從 193nm 到 15μm，從異形尺寸到批量生產(chǎn)，工程團(tuán)隊(duì)全程陪跑。

4.驚人的良率： 行業(yè)前沿的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，退貨率僅 0.5%，準(zhǔn)時交付率接近 100%！

附：一圖看懂快速選型指南

為了方便大家日常工作，我們整理了這份快速選型指南（建議長按保存）：

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