A aplicação de filtros em diferentes bandas espectrais na indústria óptica

Aplicação de filtros
A aplicação de filtros em diferentes bandas espectrais na indústria óptica alavanca principalmente suas capacidades de seleção de comprimento de onda, possibilitando funcionalidades específicas por meio da modulação do comprimento de onda, da intensidade e de outras propriedades ópticas. A seguir, descrevemos as principais classificações e os cenários de aplicação correspondentes:

Classificação baseada em características espectrais:
1. Filtro passa-longa (λ > comprimento de onda de corte)
Este tipo de filtro permite a passagem de comprimentos de onda maiores que o comprimento de onda de corte, enquanto bloqueia comprimentos de onda mais curtos. É comumente utilizado em imagens biomédicas e estética médica. Por exemplo, microscópios de fluorescência utilizam filtros passa-longa para eliminar a luz interferente de ondas curtas.

2. Filtro passa-curta (λ < comprimento de onda de corte)
Este filtro transmite comprimentos de onda menores que o comprimento de onda de corte e atenua comprimentos de onda maiores. Ele encontra aplicações em espectroscopia Raman e observação astronômica. Um exemplo prático é o filtro passa-curta IR650, empregado em sistemas de monitoramento de segurança para suprimir interferência infravermelha durante o dia.

3. Filtro de banda estreita (largura de banda < 10 nm)
Filtros de banda estreita são utilizados para detecção precisa em áreas como espectroscopia LiDAR e Raman. Por exemplo, o filtro de banda estreita BP525 apresenta um comprimento de onda central de 525 nm, uma largura total na metade do máximo (FWHM) de apenas 30 nm e uma transmitância de pico superior a 90%.

4. Filtro Notch (largura de banda de rejeição < 20 nm)
Filtros de entalhe são projetados especificamente para suprimir interferências dentro de uma faixa espectral estreita. São amplamente aplicados em proteção a laser e imagens de bioluminescência. Um exemplo inclui o uso de filtros de entalhe para bloquear emissões de laser de 532 nm que podem representar riscos.

Classificação baseada em características funcionais:
- Filmes polarizadores
Esses componentes são empregados para distinguir a anisotropia de cristais ou mitigar a interferência da luz ambiente. Por exemplo, polarizadores de grade de fios metálicos podem suportar irradiação de laser de alta potência e são adequados para uso em sistemas LiDAR de direção autônoma.

- Espelhos dicróicos e separadores de cores
Espelhos dicróicos separam bandas espectrais específicas com bordas de transição acentuadas — por exemplo, refletindo comprimentos de onda abaixo de 450 nm. Espectrofotômetros distribuem proporcionalmente a luz transmitida e refletida, uma funcionalidade frequentemente observada em sistemas de imagem multiespectral.

Principais cenários de aplicação:
- Equipamentos médicos: O tratamento a laser oftálmico e os dispositivos dermatológicos exigem a eliminação de bandas espectrais nocivas.
- Detecção óptica: microscópios de fluorescência empregam filtros ópticos para detectar proteínas fluorescentes específicas, como GFP, melhorando assim as relações sinal-ruído.
- Monitoramento de segurança: conjuntos de filtros IR-CUT bloqueiam a radiação infravermelha durante a operação diurna para garantir uma reprodução precisa das cores nas imagens capturadas.
- Tecnologia laser: Filtros Notch são empregados para suprimir a interferência do laser, com aplicações que abrangem sistemas de defesa militar e instrumentos de medição de precisão.