Bộ lọc thông dài (Long-pass Filter / LPF) – Nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng trong quang học

Bộ lọc thông dài (Long-pass Filter – LPF) là một linh kiện quang học quan trọng, cho phép truyền các bước sóng dài hơn một giá trị cắt (cut-on wavelength) và chặn các bước sóng ngắn hơn. Nhờ khả năng phân tách ánh sáng theo bước sóng, LPF được sử dụng rộng rãi trong hệ thống đo lường, hình ảnh, laser, thiết bị phân tích quang học, và nhiều ứng dụng khoa học – công nghiệp khác.

1. Bộ lọc thông dài (LPF) là gì?

Long-pass Filter là bộ lọc có đặc điểm:

• Truyền tốt (high transmission) vùng bước sóng dài – phía bên phải của đường cong truyền qua.

• Chặn mạnh (blocking) vùng bước sóng ngắn – phía bên trái đường cong.

• Điểm chuyển tiếp giữa hai vùng gọi là Cut-on wavelength (λc).

Dạng đường cong truyền qua của LPF thường có dạng:

• Vùng chặn (Blocking Range): ánh sáng bị hấp thụ hoặc phản xạ gần như hoàn toàn.

• Vùng truyền (Transmission Range): ánh sáng truyền qua >85–95% tùy loại.

2. Phân loại bộ lọc thông dài

Long-pass Filter có thể được phân loại theo:

2.1. Theo vật liệu

• LPF thủy tinh (Colored Glass LPF)
  Dùng các loại kính lọc màu như RG610, RG665…
  Chi phí thấp, độ bền cao.

• LPF phủ điện môi (Dielectric Long-pass Filter)
  Dùng lớp phủ điện môi nhiều lớp.
  Độ dốc chuyển tiếp rất sắc (steep edge), độ truyền cao.

• LPF cho laser (Laser Long-pass Filter)
  Tối ưu để chặn các bước sóng laser kích thích và truyền tín hiệu huỳnh quang/dải phát xạ.

2.2. Theo bước sóng cắt

Ví dụ:

• LPF 400 nm

• LPF 500 nm

• LPF 650 nm

• LPF 800 nm

• LPF IR (850 nm, 1064 nm, 1310 nm, 1550 nm…)

3. Ưu điểm của Long-pass Filter

• Tách phổ hiệu quả, đặc biệt trong phân tích huỳnh quang.

• Độ truyền cao, phù hợp ảnh sáng yếu.

• Độ dốc chuyển tiếp sắc, tách rõ vùng chặn và vùng truyền.

• Độ bền cao, nhất là loại phủ điện môi.

• Không làm lệch hướng tia (low beam deviation).

4. Ứng dụng của Bộ lọc thông dài (LPF)

LPF được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực:

4.1. Hệ thống hình ảnh – imaging

• Camera công nghiệp

• Camera IR / Near-IR

• Thiết bị thị giác máy (machine vision)

4.2. Hệ thống laser & quang phổ

• Tách tín hiệu phát xạ trong huỳnh quang (fluorescence)

• Loại bỏ ánh sáng kích thích laser

• Raman spectroscopy (kết hợp với Notch Filter hoặc Edge Filter)

4.3. Y sinh & khoa học đời sống

• Microscope

• Flow cytometry

• Thiết bị phân tích sinh học

4.4. Công nghiệp & cảm biến

• Hệ thống đo lường quang học

• Cảm biến ánh sáng môi trường

• Các module IR trong IoT

5. Thông số kỹ thuật quan trọng

Khi lựa chọn LPF cần xem xét:

6. Tại sao nên dùng LPF phủ điện môi (Dielectric Long-pass)?

• Độ sắc cạnh rất cao

• Blocking mạnh (OD3 – OD6)

• Truyền qua >95%

• Độ bền môi trường vượt trội

• Tối ưu cho laser, quang phổ, thiết bị đo chính xác

7. Cung cấp Bộ lọc thông dài – Long-pass Filter

Chúng tôi cung cấp đa dạng:

• LPF kính màu (Schott)

• LPF phủ điện môi

• LPF cho laser

• LPF IR cho camera / module cảm biến

• Gia công theo bản vẽ: tùy chọn kích thước, lớp phủ AR/Hard-coat

Hỗ trợ tư vấn kỹ thuật theo từng ứng dụng cụ thể.