红外截止滤光片

红外截止滤光片
红外截止滤光片

2012谈水晶(3)---红外截止滤光片

本篇将重点介绍水晶的另一个支柱产品---红外截止滤光片(IRCF),这是水晶成立后的第二个产品,也是目前对公司利润贡献最大的品种。2010年公司IRCF 销售收入为1.37亿,占当年总收入的42%。

一,产品介绍

IRCF是红外截止滤光片的简称,同OLPF一样,如果能记住对应的四个英文单词也就很容易搞其含义了: Infra-Red (红外) Cut(截止) Filte r(滤光片),简称IRCF。

红外截止滤光片是利用精密光学镀膜技术在光学基片上交替镀上高低折射率的光学膜,实现可见光区(400-630nm)高透,近红外(700-1100nm)截止的光学滤光片,主要应用于可拍照手机摄像头、电脑内置摄像头、汽车摄像头等数码成像领域,用于消除红外光线对CCD/CMOS成像的影响。

通过在成像系统中加入红外截止滤光片,阻挡该部分干扰成像质量的红外光,可以使所成影像更加符合人眼的最佳感觉。

与光学低通滤波器有所不同的是,光学低通滤波器主要应用于数码相机、数码摄像机和视频监控摄像头中,目的是为消除红外光的伪色现象,通过空间滤波去掉莫尔条纹;而红外截止滤光片则主要应用于可拍照手机、电脑内置摄像头、汽车摄像头的镜头系统,这些下游产品目前对于图像的成像质量要求不高,不需要考虑空间滤波,而关注的是光波滤波,即红外光抑制。

红外光抑制是图像传感器必需的功能之一,这是因为CCD、CMOS对光的感应和人眼不同,人眼只能看到380-780的可见光,而CCD、CMOS则可以感应红外光和紫外光,尤其对红外光十分敏感,所以必须要将红外光加以抑制,并保持可见光的高透过,使CCD/COMS对光的感应接近于人的眼睛,从而使拍摄的图像也符合眼睛的感应。由此可见,红外截止滤光片对于上述这些下游产品是不可或缺的,它的市场前景和市场容量也同这些下游产品密切相关。

公司生产的普通IRCF平均单价约0.5元,主要通过台湾的手机模组厂商供应给苹果、HTC等知名手机客户。

◆在传统的红外截止滤光片基础之上,水晶又开发出以下衍生产品:

1,晶圆级红外截止滤光片

晶圆级红外截止滤光片为公司首家全球产业化产品,结合光刻等半导体工艺技术,提高了IRCF 生产的自动化程度,显著地减少了人力成本,实现生产由人力密集

型向技术密集型转变。其根源来自于手机镜头模组厂商的工艺更新。手机镜头是一个微型光学模组,一个手机光学模组包含10-20个配件(包括公司的IRCF),传统的工艺是单个加工,这样在生产和组装的过程中就需要大量的人工;而使用晶圆级的加工技术来加工镜头,则可以使生产和组装过程实现完全的自动化,生产完成后再将晶圆切割成单个的镜头,从而可以大大降低镜头模组的生产成本。这种加工工艺同半导体加工工艺类似,故称为晶圆级镜头(Wafer-Level Camer a)的加工工艺。

晶圆级IRCF目前受工艺、技术和市场需求所限,主要用于替代像素较低的手机前置摄像头(Sub Camera)。由于目前手机的前置摄像头实用性还不强,下游厂商的研发动能不足,受此限制,公司晶圆级IRCF的出货比例一直不大。2,窄带滤光片

窄带滤光片属于带通滤光片,是一种可以让特定波长的光通过而让其它波段的光反射(或衰减)的光学组件。由于其带宽比较窄,所以叫窄带滤光片。窄波滤光片的工作区域可以是紫外光波段,可见光波段,近红外光波段,远红外光波段,依您的应用范围而定。和一般的AR,IR,UV通过截止滤光片,或彩色滤光片相比,窄波带通滤光片设计及制作上都较困难,主要原因是,因为光谱波峰两端的T=5

0%位置都需要比较精确的控制。目前公司的窄带滤光片主要用于微软的体感设备Kinect中,同样放在CMOS 之前,留下红外线给CMOS 感光,来获取景深的数据。

公司的窄带滤光片单价约3元,由于下游厂商的需求不旺,窄带目前占销售收入的比例还比较低。

3,蓝玻璃IRCF

蓝玻璃红外截止滤光片产品基于蓝玻璃镀膜工艺制造,主要运用于80 0 万像素及以上手机拍照镜头内。 800 万像素及以上的镜头中,IR Cut 需要使用蓝玻璃材质,但这并非单纯贴上一片蓝玻璃,而是指在进行镀膜时,通过多重镀膜技术,使其达到蓝玻璃的效果。

公司的蓝玻璃IRCF此前主要是代工,代工费约1元。去年年底已自行研发出该产品,预计今年二季度可批量供货,单价约5元。

二,制造和销售

1,采购原材料

生产红外截止滤光片的主要原材料是D263T 光学玻璃,此外还需少量镀膜辅料。D263T光学玻璃主要的供应商是德国肖特,由于公司产品对D263T 光学玻璃的光学常数要求较高,虽然目前国内有许多光学玻璃制造商,但是目前还达不到采购要求,因此全部是从德国肖特进口。为避免采购来源单一,公司正在积极寻找国内外其他光学玻璃厂家,例如美国康宁等。镀膜辅料的情况上一篇有过详细介绍,就不再重复了。

随着手机拍照像素的提高,800万像素手机镜头采用的红外截止滤光片开始由蓝玻璃取代光学玻璃,蓝玻璃的主要供应商是日本的旭硝子和HOYA,据悉德国肖特也有望在今年提供红外截止滤光片生产用的蓝玻璃。

从近几年的情况看,主要原材料供应较为充足,德国肖特是全球最大的光学玻璃厂商,迄今为止未出现对方不能及时满足公司采购需求的情况,而且价格稳步走低。

2,生产

IRCF的制造流程与OLPF基本接近,主要包划大片、研磨、抛光、清洗、镀膜、胶合、划片这几个过程。具体如下:

1)划大片:将采购来的大片光学玻璃划切成符合镀膜要求的规格尺寸

2)研磨、抛光:即对光学玻璃厚度及表面质量的加工

3)超声清洗:对抛光后的晶片进行超声波清洗

4)镀膜:在晶片表面镀上多层红外截止膜系

5)自动划片:按客户要求将镀膜好的晶片划成方片或加工成圆片

6)再次超声波清洗,精选包装,最终检验后入库

另外,公司的晶圆级IRCF主要制程是先将玻璃加工成8英寸(300mm)的圆晶片,制作完成后直接将大片销售给下游手机镜头模组生产商,进行晶圆级的镜头加工,最终完成微型镜头的切割。

3,销售

公司生产的红外截止滤光片及组件产品,主要销售给下游的镜头组件厂商加工成为镜头组件后,最终供应给苹果、HTC等消费类电子产品厂商。下图为台湾主要镜头模组厂商的采购和销售流程,玻璃镜头主要是指照相机用的镜头,塑胶镜头则主要指手机和平板电脑等用的镜头。图中的大立光、玉晶光和新钜科是水晶红外截止滤光片销售的前三大客户。

◆主要塑胶镜头模组厂商介绍

日系:目前市场占有率为10-15%,以富士旗下的Fujinon(富士能)和Kantat su(关东美辰)为代表,主要生产高像素镜头。日系镜头厂商以前市场份额较高,Fujinon曾是全球镜头厂老大,但近几年日系镜头厂由于扩产保守,市场份额逐步下降。不过,日系镜头厂并没有坐以待毙。去年年初传出可能争取苹果iPhon e 5订单的日系镜头厂Kantatsu,可惜因供应链受日本地震冲击而暂停送样,将iPhone订单拱手让给台系厂商。目前Kantatsu镜头月产能约4,000万个,去年年底开始在杭州扩产,月产能将翻番至8,000万个,主攻的像素镜头将由500万、800万像素提升至1,200万像素以上,如果大立光新增产能也顺利开出,两家公司的产能差距将越拉越近。

台系:目前的市场占有率为25-30%,以大立光、玉晶光、和新巨科为代表。其中,大立光主要生产高端镜头,客户组合均匀,玉晶光以前较低像素镜头偏多,目前高像素镜头比重逐步提升,客户集中于苹果。新巨科主要产品包括NB镜头、游戏机镜头、平板计算机镜头等等,但去年也开始切入智能型手机镜头市场。由于台系抓住市场机遇,积极扩产,市场占有率日渐提升。据市场预估,如果将新鉅科、今国光、亚光、先进光等光学六雄扩产计划算进去,今年台湾光学镜头业在全球市占率有望超过40%。

韩系:目前市场占有率高达30-35%,以Diostech、Kolen、Sekonix为代表,主要供应给三星、LG等韩国品牌,近期扩张也较为积极。

其他地区:25-30%主要生产低像素镜头,代表厂商为大陆的舜宇光学

下图为为全球主要镜头厂的收入统计和预计(包括玻璃镜头和塑胶镜头)

1,大立光

大立光电股份有限公司(Largan Precision Co., Ltd.)是一家台湾光学镜头组件生产商,成立于1987年,在大陆的苏州和东莞设有工厂。其下游客户包括诺基亚、RIM、摩托罗拉、索尼爱立信、苹果等全球主流手机制造商,同时还是宏达电(HTC)手机及平板计算机Flyer镜头独家供应商。近年来大陆手机品牌厂陆续崛起,如中兴、华为等均已挤入全球前10大手机厂之列,大立光也将部分重心转移至中国市场,以争取当地手机品牌客户。其中800万像素镜头已打入华为智能手机供应链,去年大陆手机客户占营收比重低于10%。随著今年内地品牌大厂出货量持续提升,内地客户占营收比重将超过2位数。

在日本人还看不起手机镜片这块市场的时候,大立光就开始埋头研发了。从当时手机镜头只有35万像素开始,一路做到500万、800万像素素,像素增加20多倍、单价还不到原来的1/10。如今,无论是产能、技术、产量、资源及客户,大立光在业内都是遥遥领先。2011年,大立光全年营收159.84亿台币,同比增长29%。其中,苹果是其最重要的下游客户,约占公司营收的30%。大立光今年还将斥资15亿至20亿元用于扩充设备,手笔堪称历年之最。大立光执行长林恩平说,只要是镜头,不管是智能型手机或平板计算机,包括智能网络电视(Smart TV)、医疗、游戏机等都是大立光争取的订单,不过,如果毛利率偏离市场价格的产品就不会去竞争。目前,除了做手机镜头、汽车倒车镜头及3C商品相关的光学元件外,大立光还凭借其光学模具优势,在2010年控股了星欧光学,涉足隐形眼镜,在小肠镜与大肠镜领域也有投资。

2,玉晶光

玉晶光电股份有限公司(Genius Electronic Optical Co., Ltd.)于19 90年成立于台湾台中,是一家专业生产玻璃镜片、镜头产品的厂商,其中镜头产品占其营收的95%,塑胶产品占3.3%,LED照明产品占1.4%(厦门设有工厂)。

玉晶光在05年依靠摩托罗拉V5风光无限,但2006-2009年连续4年巨亏;2009年下半年通过苹果供应商认证,2010年收入大幅增加250%,2011年收入达45.81亿元,年增率高达83.8%,毛利率从--3%一举提高到22%。

目前苹果是玉晶光的最大客户,约占其营收比重的70%。在iPhone 4搭载的两个镜头中,玉晶光不仅与大立光包揽了500万像素的主镜头,低像素的前置镜头更是由玉晶光独家供应,这也使得玉晶光快速挥别连续4年巨亏的厄运。玉晶光除了生产苹果iPhone 4手机镜头外,还给iPod touch、iPad2等提供镜头,去年7 月开始800万像素的镜头也开始出货,与大立光一起供应给苹果iPhone4S手机,目前800万像素以上的镜头占其营收比重已达4成。玉晶光的竞争力可以说是亦步亦趋的跟在大立光之后,不过在产品的良率和技术上要略逊于大立光。

3,新钜科

新钜科技股份有限公司于1999年成立于台湾台中,是一家专业生产光学镜头的厂商,在大陆东莞设有工厂(新旭光学)。新钜科原本主攻NB(笔记本电脑) CAM镜头市场,不过,自切入微软体感游戏机Kinect供应链后,游戏机镜头便成了新钜科营收和利润的重要来源。由于Kinect销售不如预期,以及NB

市场低迷的影响,新钜科业绩表现有些不尽人意,于是全力朝手机镜头方向发展。目前新钜科生产的镜头应用领域占营收的比重大致是:体感游戏机(52%)、N B CAM(32%)、手机(7%)、DV及PC CAM等(9%)。去年开始积极向智能手机市场进军,并成功打进摩托罗拉智能手机供应链,成为500万像素镜头供应商。由于看好中国大陆智能手机的发展潜力,又加快进军内地手机市场的步伐,现已成为中兴通讯的供应商,预计今年可以出货,华为和TCL也在送样认证。预计新钜科的手机镜头出货量今年会大幅增长,有望从去年的650万颗提升至今年的1500万颗,占营收的比重也将超过10%。此外,新钜科的镜头通过群光电子(2385)供应给“非苹果”阵营的平板电脑,目前在“非苹果”电脑阵营的市场份额高达70%。去年成功切入亚马逊平板电脑的供应链,有望随着Android系统平板市场份额的提升而受益。

以上3家镜头商都是水晶IRCF销售的重要客户。

三,竞争对手分析

IRCF的市场集中度偏中等,目前的主要生产厂商是欧菲光、水晶光电、韩国的OPTRON-TEC(奥托仑)、日本的TANAKA(田中技研),其中前3家企业占据了约55%的市场份额。在欧菲光09年上市的招股书中,可以看到08年IR CF的市场格局是:欧菲光(26.93%)、水晶光电(20.69%)、哈威特(11.51%)、田中技研(9.09%)和晶极光电(7.45%),这5家企业合计占了76%的份额。而3年之后的市场格局,则出现了较大的变化,欧菲光因市场重心转移到触摸屏,IRCF增长相对放缓,目前的市场份额基本与水晶接近;哈威特由于产品没有及时跟上产业的技术升级,加上在武汉的工厂出现严重亏损,后来被原本在IRCF 领域市场份额较低的奥托仑收购。

VS 欧菲光:

欧菲光生产IRCF的历史相对较早,2002年底就已量产,而水晶03年底才开始研发,05年3月第一条年产4800万套的生产线才开始投产。尽管起步较晚,但水晶追赶欧菲光的速度还是非常快的:2010年欧菲光IRCF及组件的销售收入为1.74亿,实现利润5921万;而水晶此类业务的收入为1.38亿,实现利润7453万。从去年的增长势头看,水晶IRCF的增速明显要高于欧菲光,如果没有意外,今年水晶的IRCF收入应该会超过欧菲光。出现这种分化的原因,主要是欧菲光将发展重心转移到触摸屏,而水晶则抓住了市场快速增长的机会,加大投入力度。另外,由于水晶的技术工艺、管理水平及产品的良率(水晶的普通IRCF良率在85%左右)都要领先于欧菲光,导致部分高端客户如玉晶光的订单逐渐从欧菲光转移到水晶,二者的毛利率也相距甚远,2011年上半年,水晶IR CF的毛利率为59%,而欧菲光的毛利则为31%。

总体来看,水晶目前在IRCF领域的发展和实力要远远强于欧菲光,不过也并不能忽略这个竞争对手,毕竟这两家企业存在很多的共同客户,都是以台湾的镜头厂商为主,而且在劳动力成本等方面也具备共同的优势,随着低端智能机的快速崛起,欧菲光对水晶的市场份额和毛利率还是存在一定冲击的。

VS 奥托仑

奥托仑是韩国一家实力雄厚的光电企业,也属于上市公司,主要生产CM OS传感器、光学镜片、红外滤镜、影碟机激光头等,在大陆的天津和东莞设有工厂。奥托伦原先在IRCF领域的市场份额并不大,由于哈威特在08年金融危机中因为经营不善造成亏损,后被奥托仑收购,因而目前奥托仑也跻身行业前3强。

关于该公司的资料比较少,不过可以分析出奥托仑应该是水晶一个很强有力的竞争对手。虽然韩国的生产成本比较高,但是奥托伦在大陆设有工厂,相对来讲水晶的劳动力优势就不那么突出。而且韩国的镜头厂商比较多,尤其是三星在智能手机、平板电脑和数码相机的快速发展,带动了韩国本土相关产业的膨胀,在同等条件下,韩国的镜头厂商应该会优先从奥托仑这类本土供应商采购。

VS 田中技研

田中技研成立于1977年,目前在日本设有三家生产工厂,并且在我国东莞与日本TOPCON株式会社共同投资设立了东莞田中光学科技有限公司,其主要产品包括红外截止滤光片、镜面、棱镜、手机照相机的零件、CD/DVD机零件、幻灯机零件等。和大多数日本企业一样,田中在IRCF领域的技术和工艺应该是领先于水晶和奥托仑的,不过由于人工成本偏高以及日元汇率高企等因素,田中的成本远高于竞争对手。此外,由于日本企业的保守政策,加之日系手机品牌和日系塑胶镜头厂商的沦落,对该公司的IRCF销售也造成较大影响。综合以上分析,预计田中技研对水晶的冲击力应该不大。

VS JDSU

由于窄带滤光片生产难度较高,目前全球仅美国JDSU公司和水晶能够高质量生产并保持较高的产品良率,两家企业约各占一半的市场份额。美国JDSU (捷迪讯)OCLI公司,是美国顶尖的光学镀膜公司,具备60年的发展历史,在

镀膜业界具有领导地位,80%的订单都是美国军工、航天科技应用领域,在中国有代理商。母公司JDSU集团为纳斯达克上市公司,是全球首屈一指的光通讯产品供应商,在北京、深圳、新加坡、东京和苏州都有生产基地。

四,机遇与风险

1,发展机遇

1)智能手机和平板电脑的快速增长。由于iPhone的带动,引爆了全球镜头的需求,近几年在智能手机及平板电脑的热卖下,带动照相手机镜头及NB模块出货大幅成长,随着手机照相功能成为必备功能,3G手机、高像素智能手机对内建相机质量逐渐提高,手机相机的主流像素从以前的300万升级到去年的500万,预计今年800万将成为主流。像素越高,对IRCF厂家的工艺和良率考验也就越大,技术领先的厂商会在产品的不断升级中获益。

据知名市场调研公司Cys的统计,2011年全球智能手机销售高达4.877亿部,超过了PC销量,平板电脑总销量为6320万台,年增幅高达274.2%。未来的几年,智能手机和平板电脑仍将出现高速增长的势头。以苹果为例,可以看出镜头厂商及IRCF厂商在下游终端产品的快速增长中的受益情况:

除了苹果和三星这两个主流厂商在高端市场发力外,中国大陆的手机厂商也在中低端智能手机市场发力。从2011年的智能手机市场格局来看,中兴、华为等国产智能终端呈现全面爆发的态势。这些长期在国外品牌终端的压制下生存的国产智能机,通过与运营商的紧密合作,凭借自身鲜明的“民族特色”在智能手机市场上逐步站稳脚跟,打破了洋品牌一统天下的市场格局。业内人士称,国产品牌在3G时代正全面崛起。据IHS iSuppli公司的中国研究专题报告,2012年中国手机供应商的智能手机出货量预计将达到1.014亿部,比2011年的5200万部劲增94%,几乎是2009年1020万部的10倍。虽然从明年开始增长速度将会放缓,但两位数的增长率将至少保持到2015年。

水晶目前IRCF的年产能为4亿片,其中2亿片产能已转移至江西鹰潭,主要生产低端产品,正好可以迎合国产中低端智能手机的爆炸式增长。增发募集的资金将用于新增1.8亿片IRCF,达产后公司的年产能将达到5.8亿片。随着市场需求的快速增长,以及对舜宇光学等新客户的出货量增加,未来公司IRCF 的增长应该是比较快的。此外,公司在800万像素镜头中还没有批量供应自己生产的蓝玻璃IRCF,此前仅仅是代工,随着2季度的量产以及800万像素的普及,蓝玻璃IRCF的出货比例将会大大提升,由于蓝玻璃IRCF的单价约是普通的10倍,整体的IRCF销售收入也会得以快速增长。

2)汽车摄像头的拉动。随着汽车对摄像要求的不断提升,汽车摄像头近几年也出现了快速增长,2010年汽车摄像头市场需求较上年增长了43.9%。从台湾一些镜头厂商的动向看,很多都在加大汽车和医疗等领域的投入,预计也会带动I RCF的需求。

3)智能电视的兴起。智能电视是指像智能手机一样,具有全开放式平台,搭载了操作系统,可以由用户自行安装和卸载软件、游戏等第三方服务商提供的程序,通过此类程序来不断对彩电的功能进行扩充,并可以通过网线、无线网络来实现

上网冲浪的这样一类彩电的总称。目前全球各大IT巨头和家电巨头都在投巨资开发智能电视,未来有可能出现类似智能手机的市场机会,而智能电视对摄像头的要求则是很高的,会明显拉动IRCF等产品的增长。

4)体感设备的市场潜力。尽管微软的KINECT市场销售没有达到预期,但体感设备目前正被运用到更多的电子产品当中,比如微软在本月就推出了Windows版的Kinect体感外设,随着以后技术的成熟,体感设备有可能会逐渐应用到电脑和智能电视上,一旦市场启动,水晶的窄带产品也将出现爆发性增长。在增发项目中,有部分资金将应用于建设2000万片窄带滤光片的产能,不过IRCF和窄带的设备可以互转,所以公司可以根据实际的需求量灵活调整生产。

5)晶圆级IRCF的增长。随着移动带宽的提升,未来的可视电话等功能有望逐步实现,对前置摄像头的运用要求也会有所提升,这对公司的晶圆级IRCF或许会提供一些机会。

2,风险

1)市场竞争加剧,导致公司的份额和毛利下降。

2)技术跟不上产业升级的风险。随着摄像技术的不断提升,未来将从800万跨越到1000万甚至更高,如果公司在技术上无法实现同步,可能就会面临被市场淘汰的风险。

综合分析公司的产能、行业竞争程度及下游市场的需求状况之后,我个人预测未来几年公司的IRCF(含窄带滤光片)收入有望保持年均45%以上的增速(考虑到金额较高的蓝玻璃IRCF销售比重提升),到2014年有望实现约6亿的销售收入。随着市场的成熟以及劳动力成本的提升,未来公司的IRCF毛利有可能会低于目前59%的水平,不过估计保持在45%左右应该不会有大问题,以此推算,到2014年IRCF和窄带贡献的净利润约1.7亿。

(以上仅为个人简单预测,请勿做参考依据)

CCD上的滤光片

监控摄像机中的CCD上的滤光片,正确名称叫”光学低通滤波器” 滤光片有两大功用: 1.滤除红外线. 2.修整进来的光线 滤除红外线: 彩色监控摄像机CCD也可感应红外线,就是因为会感应红外线,会导致D.S.P无法算出正确颜色,,因此须加一片滤光片,把光线中红外线部份隔开,所以只有彩色CCD需要装滤光片,黑白就不用了. 修整进光: 因为CCD上是一颗颗的感光体(CELL)构成,最好光线是直射进来,但为了怕干扰到邻近感光体,就需要对光线加以修整,因此那片滤光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影响旁边的感光点. 那么滤光片是怎么做到这些的呢?我们不防来看看 1滤除红外线: 可用镀膜方式及蓝玻璃,镀膜分真空镀膜及化学镀膜方式,化学镀膜是将石英片浸入溶剂中加以电镀,成本低但镀膜厚度不平均且容易脱落,真空镀膜是用真空蒸镀法,镀膜均匀且不易脱落,但成本高.以上我们称IR Coating , 目地在滤除红外线, 另外还要加上所谓的AR-Coating 的镀膜,目地是增加透光率,因为光线在透过不同介质时(比如从空气进入石英片),会产生部分的折射及反射,加上AR-Coating 后,滤光片可达到98-99%的穿透率,否则只有90-95的穿透率,这对CCD的感光度当然有影响. 另外是用蓝玻璃,蓝玻璃是用”吸收”的方式过滤红外线,而IR-Coating是用反射的方式滤掉红外线,但反射光容易造成干扰,如果只考虑滤除红外线,蓝玻璃是比较好的选择. 但上文说玻璃无法修整光线,因此就有一片蓝玻璃加一片石英片的所谓”两片式”滤光片.其中蓝玻璃用来滤红外线,而石英片修整光线用,因此石英片上只需做AR-Coatin就行了. 2.修整光线: 上文说到, 利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,但只能对一个方向修整,通常摄像机只考虑到水平分辨率,因此只对光线做水平修整,因此在贴滤光片时方向要对,不可弄反了.那如果垂直光线也要修整的话怎办?很简单,就黏两片,把其中一片转90度就行了,因此就有这种也叫”两片式”的滤光片,一片用在水平修整,一片用在垂直修整,其中一片再做IR-Coating 来滤红外线. 那更高级的呢?就是两片石英中间夹片蓝玻璃,那就各项优点就有了,这种”三片式常见于日本进口机. l 石英片整光效果是物理方式的,要配合CCD上感光点而变,因此理论上不同CCD厂牌及不同画素还有N制P制,石英片厚度都不同, 黏贴方式: 1.直接就夹在遮光片上,再锁在CCD上,好处是方便,须注意防尘 2.用UV胶黏,再照紫外线灯,优点是稳固,但须在无尘室或无尘箱中弄,如果不管那么多就硬干了。 3.用双面胶带,一黏就好了,这个最方便又省钱,但常常一段时间后就掉下来了,尤其是被太阳晒久了。 如何选用和订购滤光片 在选用滤光片之前必须对滤光片的分类有基本的了解。滤光片产品主要按光谱波段、光谱特性、应用特点等方式分类。 光谱波段:紫外滤光片、可见滤光片、红外滤光片;(如对光谱不清楚,可以参考光谱图如下:) 光谱特性:带通滤光片、截止滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片、反射滤光片; 其中带通型即选定波段的光通过,通带以外的光截止。比如我们的红外带通滤光片。 短波通型即短于选定波长的光通过,长于该波长的光截止。比如我们的红外截止滤光片。 长波通型即长于选定波长的光通过,短于该波长的光截止。比如我们的红外滤光片,IPL滤光片

滤光片截止深度

滤光片截止深度 分类:科学研究| 标签:波长截止深度OD滤光片 2013-09-01 23:35阅读(79)评论(0)滤光片的截止深度OD4表示透过率低于10的负4次方。深度越大,透过率越小,噪声越小。 OD*表示截止,OD=-log(T),根据OD1~OD6,截止带透过率从0.1~0.000001 OD编号截止带透过率 OD1 =0.1 即10% OD2 =0.01 即1% OD3 =0.001 即0.1% OD4 =0.0001 即0.01% OD5 =0.00001 即0.001% OD6 =0.000001 即0.0001% 截止号截止带 A 400-1100nm B 300-1200nm C 200-2000nm D 400-700nm E 400-800nm F 400-1000nm G 300-900nm H 500-1000nm I 800-1000nm J 700-1200nm K 200-1100nm M 200-1400nm N 400-1200nm O 200-1150nm P 200-800nm Q 350-700nm U 200-700nm V 300-950nm W 200-1000nm 举例: OD3-A :截止范围为400~1100nm内光波的透过率为0.001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外

OD3-B :截止范围为300~1200nm内光波的透过率为0.001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD3-C :截止范围为200~2000nm内光波的透过率为0.001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD3-D :截止范围为400~700nm内光波的透过率为0.001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD3-K :截止范围为200~1100nm内光波的透过率为0.001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD4-A :截止范围为400~1100nm内光波的透过率为0.0001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD4-B :截止范围为300~1200nm内光波的透过率为0.0001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD4-C :截止范围为200~2000nm内光波的透过率为0.0001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD4-D :截止范围为400~700nm内光波的透过率为0.0001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外 OD4-K :截止范围为200~1100nm内光波的透过率为0.0001,中心波长两侧各1/2带宽范围波段除外

红外截止滤光片

2012谈水晶(3)---红外截止滤光片 本篇将重点介绍水晶的另一个支柱产品---红外截止滤光片(IRCF),这是水晶成立后的第二个产品,也是目前对公司利润贡献最大的品种。2010年公司IRCF 销售收入为1.37亿,占当年总收入的42%。 一,产品介绍 IRCF是红外截止滤光片的简称,同OLPF一样,如果能记住对应的四个英文单词也就很容易搞其含义了: Infra-Red (红外) Cut(截止) Filte r(滤光片),简称IRCF。 红外截止滤光片是利用精密光学镀膜技术在光学基片上交替镀上高低折射率的光学膜,实现可见光区(400-630nm)高透,近红外(700-1100nm)截止的光学滤光片,主要应用于可拍照手机摄像头、电脑内置摄像头、汽车摄像头等数码成像领域,用于消除红外光线对CCD/CMOS成像的影响。 通过在成像系统中加入红外截止滤光片,阻挡该部分干扰成像质量的红外光,可以使所成影像更加符合人眼的最佳感觉。 与光学低通滤波器有所不同的是,光学低通滤波器主要应用于数码相机、数码摄像机和视频监控摄像头中,目的是为消除红外光的伪色现象,通过空间滤波去掉莫尔条纹;而红外截止滤光片则主要应用于可拍照手机、电脑内置摄像头、汽车摄像头的镜头系统,这些下游产品目前对于图像的成像质量要求不高,不需要考虑空间滤波,而关注的是光波滤波,即红外光抑制。 红外光抑制是图像传感器必需的功能之一,这是因为CCD、CMOS对光的感应和人眼不同,人眼只能看到380-780的可见光,而CCD、CMOS则可以感应红外光和紫外光,尤其对红外光十分敏感,所以必须要将红外光加以抑制,并保持可见光的高透过,使CCD/COMS对光的感应接近于人的眼睛,从而使拍摄的图像也符合眼睛的感应。由此可见,红外截止滤光片对于上述这些下游产品是不可或缺的,它的市场前景和市场容量也同这些下游产品密切相关。 公司生产的普通IRCF平均单价约0.5元,主要通过台湾的手机模组厂商供应给苹果、HTC等知名手机客户。 ◆在传统的红外截止滤光片基础之上,水晶又开发出以下衍生产品: 1,晶圆级红外截止滤光片 晶圆级红外截止滤光片为公司首家全球产业化产品,结合光刻等半导体工艺技术,提高了IRCF 生产的自动化程度,显著地减少了人力成本,实现生产由人力密集 型向技术密集型转变。其根源来自于手机镜头模组厂商的工艺更新。手机镜头是一个微型光学模组,一个手机光学模组包含10-20个配件(包括公司的IRCF),传统的工艺是单个加工,这样在生产和组装的过程中就需要大量的人工;而使用晶圆级的加工技术来加工镜头,则可以使生产和组装过程实现完全的自动化,生产完成后再将晶圆切割成单个的镜头,从而可以大大降低镜头模组的生产成本。这种加工工艺同半导体加工工艺类似,故称为晶圆级镜头(Wafer-Level Camer a)的加工工艺。

滤光片

什么是OLPF光学低通滤光片 OLPF 全名是Optical lowpass filter,即 光学低通滤光片,主要工作用来过滤输 入光线中不同频率波长光讯号,以传送 至CCD,并且避免不同频率讯号干扰到 CCD对色彩的判读。OLPF对于假色 (false colors)的控制上有显著的影响, 假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏 或是同心圆等主体影像,色彩相近却不 相同,当光线穿过镜头抵达CCD时,由 于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红 与蓝色以及50%的绿色,再经由色彩处 理引擎运用数据差值运算整合为完整 的影像。 因为先天上色彩资料短缺,CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数,终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同,需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除,又因为不同型号的CCD摄像机与CMOS 图象传感器在规格上有些差异,为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生的干扰杂音,需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计,以提高取象品质。 IR-CUT双滤光片切换的作用 IR-CUT双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题。IR-CUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成,当白天的光线充分时红外截止滤光片工作,CCD还原出真实彩色,当夜间光线不足时,红外截止滤光片自动移开,全光谱光学玻璃开始工作,使CCD充分利用到所有光线,从而大大提高了低照性能。 IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题,促使撷取影像画面不失焦、不偏色,红外夜视更通透,解决红外一体机,日夜图像偏色影响,能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。 普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片,其优点是成本低廉,但由于自然光线中含有较多的红外成份,当其进入CCD后会干扰色彩还原,比如绿色植物变得灰白,红色衣服变成灰绿色等等(有阳光室外环境尤其明显)。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用,使CCD不能充分利用所有光线,其低照性能难以令人满意。

ICR滤光片切换原理

影像传感器对成像效果起着至关重要的作用,像素越高,影像传感器内部集成的感光电极也越多,同时我们也应该想到提升像素势必要涉及到制造成本,每提高一个等级,数码相机的价格都要高出一截,而且提升到一定程度后,CCD传感器由于制造工艺的限制,短时间内很难再有所突破。 目前主流的DSLR机型使用的CCD最多为600万像素左右,即使现在索尼生产出了700万、800万像素的CCD,但想要将其安置在DSLR机身内的话,最终效果只能是与预期效果背道而驰不合实际。而CMOS传感器却高达1600万像素以上。 CMOS的成像原理 CMOS可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导最基本的资料。可是有人偶然间发现,将CMOS加工也可以作为数码相机中的影像传感器,紧跟着就由XirLink公司于1999年首次推向市场,2000年5月,美国Omnivision 公司又推出了新一代的CMOS芯片。 CMOS最初曾被尝试使用在数码相机上,但与当时如日中天的CCD相比信噪比差,敏感度不够,所以没能占居主流位置。当然它也具备多种优点,普通CCD必须使用3 个以上的电源电压,可是CMOS在单一电源下就可以运作,与CCD产品相比同像素级耗电量小。另外CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体制造流水线,不需额外投资生产设备,并且品质可随半导体技术的进步而提升,这点正是今年索尼IRCUT双滤光片对视频成像技术的影响文/彭中能够在很短时间内开发制造出CMOS芯片的原因。 从技术角度分析成像原理,核心结构上每单位像素点由一个感光电极、一个电信号转换单元、一个信号传输晶体管,以及一个信号放大器所组成。理论上CMOS感受到的光线经光电转换后使电极带上负电和正电,这两个互补效应所产生的电信号(电流或者

紫外-可见吸收光谱与红外光谱.

紫外-可见吸收光谱与红外光谱 基本概念 紫外-可见吸收光谱:让不同波长的光通过待测物,经待测物吸收后,测量其对不同波长光的吸收程度(吸光度A),以吸光度A为纵坐标,辐射波长为横坐标作图,得到该物质的吸收光谱或吸收曲线,即为紫外—可见吸收光谱。 红外光谱:又称为分子振动转动光谱,属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收其中一些频率的辐射,分子振动或转动引起偶极矩的净变化,使振-转能级从基态跃迁到激发态,相应于这些区域的透射光强减弱,记录百分透过率T%对波数或波长的曲线,即为红外光谱。 两者都是红分了的吸收光谱图。 区别--起源不同 1.紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大,能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁,但因后者能级差小,常被紫外曲线所淹没。除某些化合物蒸气(如苯等)的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外,一般不显现。因此,紫外吸收光谱属电子光谱。光谱简单。 2.中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起? 红外线的波长比紫外线长,光子能量比紫外线小得多,只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁,因而中红外光谱是振动—转动光谱,光谱复杂。 适用范围 紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析,不适用于饱和有机化合物。红外吸收光谱法不受此限,在中红外区,能测得所有有机化合物的特征红外光谱,用于定性分析及结构研究,而且其特征性远远高于紫外吸收光谱,除此之外,红外光谱还可以用于某些无机物的研究。 紫外分光光度法测定对象的物态以溶液为主,以及少数物质的蒸气;而红外分光光度法的测定对象比紫外分光光度法广泛,可以测定气、液、固体样品,并以测定固体样品最为方便。 红外分光光度法主要用于定性鉴及测定有机化合物的分子结构,紫外分光光度法主要用于定量分析及测定某些化合物的类别等。 特性 红外光谱的特征性比紫外光谱强。因为紫外光谱主要是分子的∏电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱。因此,多数紫外光谱比较简单,特征性差。 UV-Vis主要用于分子的定量分析,但紫外光谱(UV)为四大波谱之一,是

红外滤光片的作用

红外滤光片指红外摄影用的深红色滤光片。颜色即使不太深的滤光,也会有相应的效果.红外滤光片主要应用于安防监控领域,红外气体分析仪,夜视 产品,红外探测器,红外接收机,红外感应,红外通讯产品。具体到产品比如:监控摄相机,遥控器,红外幕墙产品,红外感应马桶、水龙头、洗手液 装置,红外测温器,红外打印机,交互式电子白板,红外触摸屏,指纹识别机等。 红外滤光片作用,即滤除红外线: 彩色监控摄像头CCD也可感应红外线,就是因为会感应红外线,会导致D.S.P无法算出正确颜色,,因此须加一片 滤光片,把光线中红外线部份隔开,所以只有彩色CCD需要装滤光片,黑白就不用了修整进光: 因为监控摄像头CCD上是一颗颗的感光体(CELL)构成,最好 光线是直射进来,但为了怕干扰到邻近感光体,就需要对光线加以修整,因此那片滤光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把进来的光线 ,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影响旁边的感光点.赓旭光电 1、滤除红外线: 可用镀膜方式及蓝玻璃,镀膜分真空镀膜及化学镀膜方式,化学镀膜是将石英片浸入溶剂中加以电镀,成本低但镀膜厚度不平均且 容易脱落,真空镀膜是用真空蒸镀法,镀膜均匀且不易脱落,但成本高.以上我们称IR Coating , 目地在滤除红外线, 另外还要加上所谓的AR-Coating 的镀膜,目地是增加透光率,因为光线在透过不同介质时(比如从空气进入石英片),会产生部分的折射及反射,加上AR-Coating 后,滤光片可达到98-99% 的穿透率,否则只有90-95的穿透率,这对CCD的感光度当然有影响. 另外是用蓝玻璃,蓝玻璃是用”吸收”的方式过滤红外线,而IR-Coating是用反射的 方式滤掉红外线,但反射光容易造成干扰,如果只考虑滤除红外线, 蓝玻璃是比较好的选择 . 但上文说玻璃无法修整光线,因此就有一片蓝玻璃加一片 石英片的所谓”两片式”滤光片.其中蓝玻璃用来滤红外线,而石英片修整光线用,因此石英片上只需做AR-Coating就行了. 2、修整光线上文说到, 利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,但只能对一个方向修整,通常监控摄像头只考虑到水平分辨率,因 此只对光线做水平修整,因此监控摄像头在贴滤光片时方向要对,不可弄反了.那如果垂直光线也要修整的话怎办?很简单,就黏两片 ,把其中一片转90度就行了,因此就有这种也叫”两片式”的滤光片,一片用在水平修整,一片用在垂直修整,其中一片再做IR -Coating 来滤红外线.。

红外光谱、拉曼和紫外作业

1.比较C=C和C=O键的伸缩振动,谱带强度更大的是C=O。 2.何谓基团频率?它有什么重要性及用途? 答: 不同分子中同一类型的化学基团,在红外光谱中的吸收频率总是出现在一个较窄的范围内,这种吸收谱带的频率称为基团频率。 它们不随分子构型的变化而出现较大的改变,可用作鉴别化学基团。基团频率区在4000~1300厘米-1,其中4000~2500厘米-1为单键伸缩振动区,2500~1900厘米-1为叁键和累积双键区,1900~1300厘米-1为双键伸缩振动区和单键弯曲振动区。 3.某化合物C8H9NO2,试根据如下谱图推断其结构,并说明依据。 答:U=8-(1-9)/2 + 1 =5,推断有苯环和C=C或C=O δ=3.8,单峰,归属CH3,推测为O-CH3

δ=7.1,7.8,均是双峰,归属Ar-H,是苯环对位取代特征峰 δ=7.2,双峰,推测可能为-NH2 3392cm-1,3172cm-1,N-H伸缩振动,双峰说明可能是-NH2 1651cm-1,N-H变形振动 1618cm-1,1574cm-1,1516cm-1,1423cm-1,芳环C=C伸缩振动 1397cm-1,甲基变形振动 1254cm-1,C-O-C伸缩振动吸收峰 853cm-1,苯环相邻两个H原子=C-H的面外变形振动,苯环对位取代的特征 故推测结构为 4.紫外吸收光谱有哪些基本特征? 答: (1)紫外吸收光谱所对应的电磁波长较短,能量大,它反映了分子中价电子能级跃迁情况。主要应用于共轭体系(共轭烯烃和不饱和羰基化合物)及芳香族化合物的分析。(2)由于电子能级改变的同时,往往伴随有振动能级的跃迁,所以电子光谱图比较简单,但峰形较宽。一般来说,利用紫外吸收光谱进行定性分析信号较少。 (3)紫外吸收光谱常用于共轭体系的定量分析,灵敏度高,检出限低。 5.光度分析误差的主要来源有哪些?如何降低光度分析的误差? 1对朗伯-比尔定律的偏离: (1)非单色光引起的偏离。◎使用比较好的单色器,从而获得纯度较高的“单色光”,使标准曲线有较宽的线性范围。◎人射光波长选择在被测物质的最大吸收处,保证测定有较高的灵敏度,此处的吸收曲线较为平坦,在此最大吸收波长附近各波长的光的?值大体相等,由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得多。◎测定时应选择适当的浓度范围,使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。 (2)介质不均匀引起的偏离。故在光度法中应避免溶液产生胶体

红外截止滤光片项目建议书

第一章项目基本信息 一、项目概况 (一)项目名称 红外截止滤光片项目 (二)项目选址 某出口加工区 项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫生等要求的前提下尽量合并建筑;充分利用自然空间,坚决贯彻执行“十分珍惜和合理利用土地”的基本国策,因地制宜合理布置。 (三)项目用地规模 项目总用地面积23711.85平方米(折合约35.55亩)。 (四)项目用地控制指标 该工程规划建筑系数56.33%,建筑容积率1.57,建设区域绿化覆盖率7.49%,固定资产投资强度183.26万元/亩。 (五)土建工程指标 项目净用地面积23711.85平方米,建筑物基底占地面积13356.89平方米,总建筑面积37227.60平方米,其中:规划建设主体工程23958.56平方米,项目规划绿化面积2788.20平方米。

(六)设备选型方案 项目计划购置设备共计134台(套),设备购置费2173.42万元。 (七)节能分析 1、项目年用电量806581.16千瓦时,折合99.13吨标准煤。 2、项目年总用水量13387.96立方米,折合1.14吨标准煤。 3、“红外截止滤光片项目投资建设项目”,年用电量806581.16千瓦时,年总用水量13387.96立方米,项目年综合总耗能量(当量值)100.27 吨标准煤/年。达产年综合节能量38.99吨标准煤/年,项目总节能率 28.35%,能源利用效果良好。 (八)环境保护 项目符合某出口加工区发展规划,符合某出口加工区产业结构调整规 划和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理 措施,严格控制在国家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环境 产生明显的影响。 (九)项目总投资及资金构成 项目预计总投资8291.49万元,其中:固定资产投资6514.89万元, 占项目总投资的78.57%;流动资金1776.60万元,占项目总投资的21.43%。 (十)资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 (十一)项目预期经济效益规划目标

滤光片在摄像头中的原理

滤光片在摄像头中的原理 一、光的特性 光是由一种称为光子的基本粒子组成,具有粒子性与波动性,或称为波粒二象性。它的物理特性有直进性、反射、折射、干?h、衍射、偏振及光电效应等等。光又是能量的一种传播方式。 光源之所以发出光,是因为光源中原子的运动,包括热运动、跃迁辐射、受激辐射三种,前者为生活中最常见的,如灯光和火焰,后者多应用于激光。在光的产生过程中,因为跃迁能级的不同,释放出不同频率的光子(爱因斯坦能量方程),即产生电磁波辐射,其波长范围为 1nm(1nm=10-9m)至1mm(1mm=10-3m),根据波长不同,可以把光分成γ射线区、X射线区、紫外光区、可见光区、红外光区、微波区、无线电波区等几个部分。按红外射线的波长范围,可粗略地分为近红外光谱(波段为780nm-2526nm)、中红外光谱(波段为2526nm-4000nm)和远红外光谱(波段为5000nm-14um),可见光通常指波长范围为:390nm-780nm的电磁波。但人眼实际可见范围是:312nm-1050nm。而可见光区不同频率的光会呈现不同的颜色,依次为红:605nm-700nm,橙:595-605,黄:580-595,绿:500-560,青:480nm-490nm,蓝:435nm-480nm,紫:400-435。白光为所有这些光谱的综合。如果用棱镜折射白光,就能够观察到上述可见光光谱,我们将复色光(如白光)被色散系统(如棱镜)分类后,按波长的大小依次排到的图案称为光谱。 光沿直线传播,也就是说,光是直线运动的,也不需要任何介质,但在其他物体的重力场的影响下,光的传播路径会发生偏折。光线遇另一介质反射的情况是指入射光返回原介质的情形,反射定律可按下列三原则来解释: 入射线、反射线与法线在同一平面上。 入射线与反射线在法线的两侧。 入射角等于反射角:∠θi=∠θr 光从不同密度的介质穿过时发生的偏折现象称为折射,不同介质可以出现不同的折射角,由该介质的折射率n=sim∠θ1?usim∠θ2来决定,并遵从斯涅尔定律:n1sim∠θ1=n2sim∠θ2。物质吸收光子并激发出自由电子的行为称为光电效应,也就是一种光游离作用(光子将电子撞出原子,使之游离的过程)。正是由于光具有光电效应,科学家因此发明了光偶合成像技术,包括CCD:全称ChargeCoupledDevice即电荷耦合器件的缩写,它是一种特殊半导体器件,上面有很多一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素;和CMOS:全称ComplementaryMetalOxideSemiconductor,即互补金属氧化物半导体。它们被广泛应用于数码照相机、DV、监控摄像机、电子显微镜等等。 二、滤光片的作用

滤光片特性研究

滤光片特性研究 【学习重点】 1.了解吸收光谱技术的基本实验方法。 2.了解单色仪的构造与使用方法。 3.了解滤光片的透光特性。 【仪器用具】 单色仪、稳压稳流的钨灯光源、微机、光纤与光纤耦合器、红黄绿蓝四个有色玻璃样品【预习重点】 1.吸收光谱技术的基本实验方法。 2.滤光片的分类与参数表征。 3.掌握单色仪的构造与使用方法。 【背景知识】 1.吸收光谱技术 吸收光谱技术包括原子吸收光谱技术和分子吸收光谱技术。每一种物质都对应着特定的吸收光波波长。原子强烈吸收的光波波长与其发射的光波波长是相同的,对应于电子由该原子高能级跃迁到低能级所释放的光子波长。根据某一物质的吸收线位置和强度,能够估计该物质中的成分和含量。 原子吸收光谱的实验装置如图所示。分析哪种元素就用哪种元素做光谱灯。原子发生器采用非火焰的其他加热技术将试样转变成原子气体。分子吸收光谱技术在原理上与原子吸收光谱技术是一样的,只是分子吸收光谱的试样保持原有状态,不用加热离解为气体;所用的光源是发射连续光谱的光源。分子吸收光谱测量在实验中采用单光束法(图)或双光束法(图)。单光束法是在光源辐射强度稳定的条件下采用的。如果光源的辐射强度不稳定,应采用双光束法。光束经旋转扇形反射镜在短时间内交替通过样品和参比光,从而得到准确的吸收光谱。 2.光谱仪简介 光谱测量装置的主要作用是研究光的光谱组成,包括光波波长、强度、轮廓和宽度。光谱仪至少具有三种功能:将研究的光按波长分解开,测量能量按波长的分布,对数据进行记录以光谱图的方式显示出来。 光谱测量装置由光源和照明系统、光谱仪器、检测记录和显示系统几部分组成。照明系统是用来收集信号光,并馈入光谱仪器的准直系统。光谱仪器包括:准直系统、色散系统、聚焦成像系统组成。准直系统由入射狭缝和准直物镜组成。入射狭缝位于准直物镜的焦平面上。色散系统通常为棱镜、光栅或法布里—帕罗干涉仪。聚焦成像系统是利用成像物镜把空间上色散开的各波长的光束会聚在成像物镜的焦平面上,形成一系列按波长排列的单色狭缝像。检测记录和显示系统通常是由光电接受器将光信号转换成电信号,再经过数—模转换,用计算机完成记录和显示光谱数据。 3.滤光片基本知识 滤光片按照滤光特性分为长波通、短波通、带通和带阻四大类。它们的透过率曲线如图所示。长波通和短波通滤波片统称为截止滤波片。性能由最大透过率和截止波长两个参数表示。截止波长一般定义为半最大透过率处所对应的波长。带通和带阻滤光片的性能由最大透过率、中心波长和带宽描述。中心波长是最大透过率处的波长,带宽是半最大透过率处对应的两波长之差。 4.滤光片透过率的实验测量公式 由能量守恒定律可知:

滤光片总概

滤光片总概 从光谱的长短(所处区域)有:紫外,可见光,近红外,红外,远红外带通滤光片.(常用的叫法紫外180~400nm,可见光 400~700nm,近红外700~3000nm,红外3000nm~10um以上,光谱再长就超出我司的加工能力了,就不写了) 滤光片产品主要按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类。 光谱波段:紫外滤光片180~400nm、可见滤光片 400~700nm、红外滤光片(近红外700~3000nm,红外 3000nm~10um); 光谱特性:带通滤光片、截止滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片、反射滤光片; 膜层材料:软膜滤光片、硬膜滤光片; 硬膜滤光片不仅指薄膜硬度方面,更重要的是它的激光损伤阈值,所以它广泛应用于激光系统当中,面软膜滤光片则主要用于生化分析仪当中 带通型:选定波段的光通过,通带以外的光截止。其光学指标主要是中心波长(CWL),半带宽(FWHM)。分为窄带和宽带。比如窄带808滤光片NBF-808.

短波通型(又叫低波通):短于选定波长的光通过,长于该波长的光截止。比如红外截止滤光片,IBG-650。 长波通型(又叫高波通):长于选定波长的光通过,短于该波长的光截止比如红外透过滤光片,IPG-800. 名词解释: 1) 中心波长(CWL):使用的波长,如光源主峰值是850nm led 灯,那需求的中心波长就是850nm 2) 透过率(T):假设光初始值为100%,通过滤光片后有所损耗了,通过评估得出只有85%了,那就可以把这个滤光片的光学透过率只有85%,简单讲就是损失了多少,大家都希望做所有事性损失越小越好. 3) 峰值透过率(Tp)>85% 4) 半带宽(FWHM):简单说就是最高透过率的1/2处所对应的波长,左右波长值相减,例如,峰值最好是90%,1/2就是45%,45%所对应的左右波长是800nm和850nm,那半带宽就是50nm 5) 截止率(Blocked): 截止区所对应的透过率.由于要想透过率达到0%,那是非常难的事情,要知道太阳可以让地下的树变成炭,只靠这薄薄的薄膜去掩盖一切是很难的,只能选

滤光片的技术详解和应用参数

什么是OLPF光学低通滤光片 OLPF全名是Optical lowpass filter,即 光学低通滤光片,主要工作用来过滤输 入光线中不同频率波长光讯号,以传送 至CCD,并且避免不同频率讯号干扰到 CCD对色彩的判读。OLPF对于假色 (false colors)的控制上有显著的影响, 假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏 或是同心圆等主体影像,色彩相近却不 相同,当光线穿过镜头抵达CCD时,由 于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红 与蓝色以及50%的绿色,再经由色彩处 理引擎运用数据差值运算整合为完整 的影像。 因为先天上色彩资料短缺,CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数, 终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同,需用相对应 角度的光学低通滤波晶片加以消除,又因为不同型号的CCD摄像机与 CMOS 图象传感器在规格上有些差异,为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生的 干扰杂音,需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计,以提高取象品质。 IR-CUT双滤光片切换的作用 IR-CUT双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题。IR-CUT双滤 光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成,当白天的光线充分时红 外截止滤光片工作,CCD还原出真实彩色,当夜间光线不足时,红外截止滤光 片自动移开,全光谱光学玻璃开始工作,使CCD充分利用到所有光线,从而大 大提高了低照性能。 IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题,促使撷取影像画 面不失焦、不偏色,红外夜视更通透,解决红外一体机,日夜图像偏色影响,能 够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。 普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片,其优点是成 本低廉,但由于自然光线中含有较多的红外成份,当其进入CCD后会干扰色彩 还原,比如绿色植物变得灰白,红色衣服变成灰绿色等等(有阳光室外环境尤其 明显)。深圳纳宏光电技术有限公司是一家专业生产精密光学滤光片的厂家。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用,使CCD不能充分利用所有光线, 其低照性能难以令人满意。

紫外光谱法与红外光谱法

部分一紫外光谱法与红外光谱法 摘要:光谱法是基于物质与辐射能作用时,测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法,紫外光谱法(UV),红外光谱法(IR)都是属于光谱法。 一、原理不同 1、紫外光谱(UV) 分子中价电子经紫外光照射时,电子从低能级跃迁到高能级,此时电子就吸收了相应波长的光,这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。紫外光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。 紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米), 其中100-200nm 为远紫外区,200-400nm为近紫外区, 一般的紫外光谱是指近紫外区。 2、红外光谱法(IR) 分子与红外辐射的作用,使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光谱,属于分子光谱与振转光谱范畴。利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称之红外光谱法。 红外光区的波长范围是0.76—500 μm,近红外0.76—2.5μm中红外 2.5—25μm远红外波长25—500μm 。 二、仪器对比

三、分析目的 1、紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大,能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁,但因后者能级差小,常被紫外曲线所淹没。除某些化合物蒸气(如苯等)的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外,一般不显现。因此,紫外吸收光谱属电子光谱。光谱简单。 2、中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起,红外线的波长比紫外线长,光子能量比紫外线小得多,只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁,因而中红外光谱是振动—转动光谱,光谱复杂。 3、紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析,不适用于饱和有机化合物。红外吸收光谱法不受此限,在中红外区,能测得所有有机化合物的特征红外光谱,用于定性分析及结构研究,而且其特征性远远高于紫外吸收光谱,除此之外,红外光谱还可以用于某些无机物的研究 4、红外光谱的特征性比紫外光谱强。因为紫外光谱主要是分子的∏电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱。因此,多数紫外光谱比较简单,特征性差。 UV-Vis主要用于分子的定量分析,但紫外光谱(UV)为四大波谱之一,是鉴定许多化合物,尤其是有机化合物的重要定性工具之一。红外光谱主要用于化合物鉴定及分子结构表征,亦可用于定量分析。

仪器分析_紫外可见分光光度和红外光谱法习题及参考答案

第三章紫外可见吸收光谱法 一、选择题 1、人眼能感觉到的可见光的波长范围就是()。 A、400nm~760nm B、200nm~400nm C、200nm~600nm D、360nm~800nm 2、在分光光度法中,透射光强度(I)与入射光强度(I0)之比I/I0称为( )。 A、吸光度 B、吸光系数 C、透光度 D、百分透光度 3、符合朗伯-比尔定律的有色溶液在被适当稀释时,其最大吸收峰的波长位置( )。 A、向长波方向移动 B、向短波方向移动 C、不移动 D、移动方向不确定 4、对于符合朗伯-比尔定律的有色溶液,其浓度为c0时的透光度为T0;如果其浓度增大1倍,则此溶液透光度的对数为( )。 A、T0/2 B、2T0 C、2lgT0 D、0、5lgT0 5、在光度分析中,某有色物质在某浓度下测得其透光度为T;若浓度增大1倍,则透光度为( )。 A、T2 B、T/2 C、2T D、T1/2 6、某物质的摩尔吸光系数很大,则表明( )。 A、该物质溶液的浓度很大 B、光通过该物质溶液的光程长 C、该物质对某波长的光的吸收能力很强 D、用紫外-可见光分光光度法测定该物质时其检出下限很低 7、在用分光光度法测定某有色物质的浓度时,下列操作中错误的就是( )。 A、比色皿外壁有水珠 B、待测溶液注到比色皿的2/3高度处 C、光度计没有调零 D、将比色皿透光面置于光路中 8、下列说法正确的就是( )。 A、透光率与浓度成正比 B、吸光度与浓度成正比 C、摩尔吸光系数随波长而改变 D、玻璃棱镜适用于紫外光区 9、在分光光度分析中,常出现工作曲线不过原点的情况。与这一现象无关的情况有( )。 A、试液与参比溶液所用吸收池不匹配 B、参比溶液选择不当 C、显色反应的灵敏度太低 D、被测物质摩尔吸光系数太大 10、质量相等的A、B两物质,其摩尔质量M A>M B。经相同方式发色后,在某一波长下测得其吸光度相等,则在该波长下它们的摩尔吸光系数的关系就是( )。 A、εA>εB B、εA<εB C、εA=εB D、2εA>εB 11、影响吸光物质摩尔吸光系数的因素就是( )。 A、比色皿的厚度 B、入射光的波长

核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别

核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点: ①原理不同 紫外可见吸收光谱是分子吸收200~700nm的电磁波,吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁,主要是引起最外层电子能级发生跃迁。 红外光谱是分子吸收2.5~50um(2500~50000nm)的电磁波,吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。 核磁共振波谱则是在外磁场下,吸收60cm~300m 的电磁波,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁。 ②测定方法不同。 紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率(T%=出射光强/入射光强)来获得物质的吸收光谱。这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。 60cm~300m的电磁波穿透力很弱,故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱,它是通过“共振吸收法”来测定核

磁共振信号的。共振吸收法是指:在一定磁场强度下,原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流,通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。依次改变磁场强度(或电磁波的照射频率)使满足不同化学环境核的共振条件,收集共振引起的磁感应信号,经过数学处理,就获得核磁共振波谱图。 ③谱图的表示方法不同: 紫外谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化。 红外谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化。 核磁谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化。 ④提供的信息不同: 紫外提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息。 红外提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率。 核磁提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。 核磁共振谱的优缺点: 优点:

滤光片

滤光片 一、定义 通过所需波长的光波,过滤掉不需要波长光波的一种光学器件。用来选取所需辐射波段的光学器件。滤光片的一个共性,就是没有任何滤光片能让天体的成像变得更明亮,因为所有的滤光片都会吸收某些波长,从而使物体变得更暗。 二、原理 滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种染料或在其表面蒸镀光学膜制成,用以衰减(吸收)光波中的某些光波段或以精确选择小范围波段光波通过,而反射(或吸收)掉其他不希望通过的波段。通过改变滤光片的结构和膜层的光学参数,可以获得各种光谱特性,使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射、偏振或相位状态。 三、透射率 透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。被透射的物体为透明体或半透明体,如玻璃,滤色片等。若透明体是无色的,除少数光被反射外,大多数光均透过物体。为了表示透明体透过光的程度,通常用入射光通量与透过后的光通量之比z来表征物体的透光性质,z被称为光的透射率。 四、光学薄膜 1、光学薄膜干涉原理 光是一种电磁波。可以设想光源中的分子或原子被某种原因激励而振动, 这种振动导致分子或原子中的电磁场发生电磁振动。可以证明, 电场强度与磁场强度两者有 单一的对应关系,同时在大多光学现象中电场强度起主导作用, 所以我们通常将电场振动称为光振动,这种振动沿空间方向传播 出去就形成了电磁波。 电磁波的波长λ、频率f、传播速度v三者之间的关系为: v=λ f 各种频率的电磁波在真空中的速度都是一样的,即3 ×1 08m /s ,常用C 表示。但是在不同介质中,传播速率是不一样的。 假设某种频率的电磁波在某一介质中的传播速度为v,则C 与v 的比值称为这种介质对这种频率电磁波的折射率。 频率不同的电磁波,它们的波长也不同。波长在400到760 nm 这样一段电磁波能引起人们的视觉,称为可见光。普通光源如太阳、白炽灯等内部大量振动中的分子或原子彼此独立,各自有自己的振动方向、振幅及发光的起始时间。每个原子每一次振动所发出的光波只有短短的一列,持续时间约为10- 8秒。我们通常观察到的光都是光源内大量分子或原子振动辐射出来的结果,而观察不到其作为一种波动在传播过程中所能表现出来的特征——干涉、衍射和偏振等现象。这是因为实现光的干涉是需要条件的,即只有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的两列光波才是相干光波, 这样的两列波辐射到同一点上,彼此叠加,产生稳定的干涉抵 消(产生暗影)或者干涉加强( 产生比两束光能简单相加更强的 光斑) 图像,才是我们观察到的光的干涉现象。光学薄膜可以 满足光干涉的这些条件。如图1所示,它表示一层镀在基底( n2) 上的折射率为n1厚度为d1的薄膜,假定n1 < n2,n0为入射 介质的折射率。入射光束I 中某一频率的波列W 在薄膜的界 面1 上反射形成反射光波W 1,透过界面的光波穿过薄膜在界 面2 上反射后再次穿过薄膜,透过界面1 在反射空间形成反

IRCUT三层水晶双滤光片技术简述

IRCUT三层水晶双滤光片技术简述 普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片,其优点是成本低廉,但由于自然光线中含有较多的红外成份,当其进入CCD后会干扰色彩还原,比如绿色植物变得灰白,红色衣服变成灰绿色等等(有阳光室外环境尤其明显)。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用,使CCD不能充分利用所有光线,其低照性能难以令人满意。 IRCUT双绿光片的使用有效解决了双峰滤光片产生问题。IRCUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成,当白天的光线充分时红外截止滤光片工作,CCD还原出真实彩色,当夜间光线不足时,红外截止滤光片自动移开,全光谱光学玻璃开始工作,使CCD充分利用到所有光线,从而大大提高了低照性能。 深圳威特信科技有限公司生产的ICR-V02M系列IRCUT三层水晶双滤光片切换器采用进口微型大力矩驱动电机,可轻松带动厚度达2.8mm的滤光片顺畅切换(电磁线圈型的只能带动厚度1.0mm以内的薄滤光片,蓝玻璃越薄截止红外光效果越差,普通玻璃上镀膜效果更差)。切换器白天采用的蓝玻璃厚度达1.0毫米白天充分吸收红外光(镀膜玻璃是靠反射红外光只能截止一部分)使光线波长在700nm以下的光线通过,超过700nm波长的光线被吸收即截止红外光。而另外两层水晶玻璃采取水平和垂直胶合充分利用水晶的滤光特点可以消除水平和垂直方向的杂散干扰波,这样白天图像更加逼真,色彩更加真实;夜晚采用三层水晶使红外光最大限度的通过,三层水晶按三个不同方向胶合可充分过滤三个方向的杂散波,解决了在夜间杂散光干扰红外光的问题,让夜晚红外图像更加清晰。

产品外形尺寸:44.5X44.5X5.0mm 滤光片尺寸:8.8X8.2X2.58mm,白天两层水晶夹蓝玻璃截止红外光并过滤杂散波纠正色斑,夜晚三层水晶全通透并过滤杂散波对红外光的干扰。

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