¿Qué hace un filtro UV? Cómo el vidrio de corte UV bloquea la luz por debajo de 400 nm

Una estación de visión artificial comienza a producir imágenes ruidosas inmediatamente después de reemplazar una lámpara. La lente no se movió, el enfoque no cambió y la pieza es la misma. Lo que cambió es que ahora llega al sensor una banda estrecha de luz ultravioleta de alrededor de 365 nm. Una placa de vidrio de corte UV de 2 mm situada delante de la lente elimina esa banda y el contraste vuelve. Ése es todo el trabajo de un filtro UV: elimina la luz ultravioleta de un haz sin llevar consigo mucha luz visible.

La respuesta corta es esta: un filtro UV bloquea longitudes de onda por debajo de aproximadamente 380 a 420 nm y pasa la banda visible de aproximadamente 400 a 700 nm. El lugar exacto donde el bloqueo se convierte en transmisión depende de la composición del vidrio y del grosor de la pieza. Dos filtros vendidos con el mismo nombre pueden comportarse de manera muy diferente si uno tiene 1 mm de espesor y el otro 3 mm.

La gente usa la frase "filtro UV" para al menos cuatro partes diferentes, y mezclarlas causa la mayor confusión entre citas y especificaciones:

• Un filtro UV para lente de cámara, atornillado a la rosca frontal de una lente.
• Una placa de vidrio de corte UV, una pieza de vidrio absorbente que se utiliza dentro de instrumentos, sensores y carcasas de lámparas.
• Un recubrimiento que bloquea los rayos UV, una pila de interferencia depositada sobre un sustrato.
• Cobertura de vidrio con protección UV, acristalamiento utilizado en exhibidores, obras de arte o gabinetes de equipos.

Qué hace un filtro UV: la respuesta corta

Un filtro UV reduce la cantidad de radiación ultravioleta que viaja a través de una trayectoria óptica. Todos los beneficios prácticos se derivan de ese único comportamiento: control de la neblina en fotografía, protección de sensores en visión artificial, estabilidad del color en la iluminación de museos y protección UV para cualquiera que mire a través del cristal.

Cuatro consecuencias importan al elegir una pieza:

• Región de bloqueo. Por debajo de la longitud de onda de corte, la transmitancia cae a un valor bajo. La profundidad de ese tope se da como porcentaje de transmitancia o como densidad óptica, y siempre está ligada a un espesor determinado.
• bandaa de paso. Por encima del corte pasa la luz visible. Los grados de vidrio de corte típicos alcanzan una alta transmitancia interna a través de la banda visible, por lo que la pérdida de brillo en un filtro bien adaptado es pequeña.
• Nitidez de los bordes. Una transición pronunciada de unas pocas decenas de nanómetros mantiene intacta la reproducción cromática. Una suave pendiente elimina el violeta y el azul profundo de la imagen y cambia el balance de blancos.
• Estabilidad del ángulo. La absorción dentro del vidrio funciona igual en cualquier ángulo de incidencia, mientras que un recubrimiento cambia su corte hacia longitudes de onda más cortas a medida que aumenta el ángulo del haz.

¿Absorción en el vidrio o reflejo en la superficie?

Hay dos formas de eliminar los rayos UV de un haz y fallan de diferentes maneras. Saber cuál está comprando evita la mayoría de los problemas de campo.

Filtros de vidrio de gran absorción

El vidrio óptico coloreado contiene dopantes que absorben longitudes de onda cortas dentro del material. Por lo tanto, la especificación sigue la parte: longitud de onda de corte, transmitancia en la banda de paso y espesor. Debido a que el filtrado ocurre en masa y no en una superficie, el rendimiento no cambia con el ángulo del haz y no desaparece si se limpia o manipula la superficie.

Filtros de revestimiento de interferencias

Una pila dieléctrica refleja los rayos UV hacia la fuente y transmite la banda visible. Los recubrimientos pueden producir bordes muy pronunciados en un paquete delgado, pero el corte se desplaza con el ángulo de incidencia y la pila puede ser sensible a la humedad, la abrasión y la limpieza agresiva. En las trayectorias de lámparas de alta potencia la energía reflejada también tiene que ir a alguna parte.

Filtro de vidrio de corte UV Un filtro de vidrio de corte UV es un material óptico diseñado específicamente para bloquear la luz ultravioleta (UV). Es ampliamente utilizado en diversos campos, incluidos equipos ópticos... Ver producto →

Para la mayoría de los trabajos con instrumentos, sensores e iluminación, el vidrio absorbente es la opción más repetible, porque la curva es una propiedad del material más que una condición de la superficie que puede dañarse en servicio.

El espectro UV en números

El ultravioleta no es una sola cosa. La banda por debajo de 400 nm se divide en tres rangos, y un filtro que maneja bien uno de ellos puede apenas tocar otro. El vidrio flotado común ya bloquea la mayor parte de los rayos UVB y una parte de los rayos UVA, por lo que se necesita un grado de corte específico cuando los rayos UVA son el problema.

Cómo leer la especificación de un filtro UV

Un filtro UV se describe mediante una curva, no con un único número. Cuando un proveedor solo dice que una pieza "bloquea los rayos UV", solicite los valores a continuación. Son la diferencia entre una muestra que puedes evaluar y una cotización que no puedes comparar con nada más.

Si la terminología es nueva para usted, este manual sobre ¿Qué es un filtro de vidrio de corte? recorre la misma curva desde el punto de vista del comprador.

Donde los filtros UV ganan su lugar en los equipos reales

Las piezas son económicas en comparación con los sistemas que protegen, razón por la cual aparecen en tantas líneas de productos diferentes.

• Visión artificial e inspección. Los LED UV a 365 nm y 405 nm excitan adhesivos y revestimientos fluorescentes. Una placa de corte mantiene la banda de excitación fuera del canal de imágenes para que la señal fluorescente no se vea saturada.
• Fotografía. En la película, un filtro UV redujo la neblina atmosférica azul. En los sensores digitales, la mayor parte del filtrado UV ya ocurre en la pila de sensores, por lo que el beneficio práctico hoy en día es la protección del elemento frontal y cierto control de destellos en condiciones de mucha luz y niebla.
• Microscopía de fluorescencia. La luz de excitación no debe filtrarse al canal de emisión; un elemento de corte UV combinado con un filtro de paso de banda hace ese trabajo.
• Iluminación y displays. La salida de rayos UV de las lámparas degrada los polímeros, amarillea los difusores y decolora los pigmentos. Filtrarlo en la fuente extiende la vida de todo lo que se encuentra aguas abajo.
• Ventanas de seguridad y escudos de curado. El vidrio elimina la banda UV mientras mantiene el proceso visible para el operador.
• Acristalamiento arquitectónico y museístico. El vidrio flotado estándar bloquea la mayoría de los rayos UVB; un grado de corte específico aumenta la protección UVA para obras de arte, textiles y exhibiciones.

Vidrio de absorción visible UV El vidrio de absorción UV-visible es un tipo de vidrio óptico diseñado específicamente para absorber luz en longitudes de onda específicas dentro de la luz ultravioleta (UV) y visible (VIS). Ver producto →

Los grados selectivos también le permiten dar forma a la transición: a veces se prefiere un borde más suave cuando el sistema de imágenes necesita mantener un poco de violeta para la fidelidad del color, mientras que se prefiere un borde más duro cuando la fuente UV es fuerte.

Errores que cuestan dinero al comprar vidrio con filtro UV

La mayoría de los envíos rechazados que vemos no se deben a vidrio en mal estado. Son causados ​​por una especificación que nunca fue concretada.

1. Comparación de valores de transmitancia medidos en diferentes espesores. Un milímetro y tres milímetros del mismo grado son efectivamente dos filtros diferentes.
2. Suponiendo que "filtro UV" signifique el mismo corte en todas partes. Los filtros de fotografía de consumo, el vidrio de corte industrial y las pilas recubiertas se encuentran en diferentes lugares de la curva.
3. Sobreespecificar la profundidad de bloqueo. Pasar de una parada modesta a una muy profunda puede multiplicar los costos sin cambiar lo que el sistema realmente necesita.
4. Olvidar a dónde va la energía absorbida. En el recorrido de una lámpara de alta potencia, los rayos UV absorbidos se convierten en calor en el vidrio; ese calor tiene que ser controlado.
5. Ignorando el borde visible. Un corte colocado a 420 nm elimina el azul intenso y el violeta, lo que cambia la reproducción del color en trabajos de fotografía, exhibición e inspección.
6. Colocar un revestimiento sobre una superficie exterior expuesta donde se limpiará y desgastará.
7. Comprar ópticas de transmisión de rayos UV cuando realmente necesite bloquear los rayos UV, o al revés. Si la aplicación realmente necesita que pasen rayos UV profundos, un sustrato transmisor de rayos UV como Vidrio óptico de cuarzo incoloro El vidrio óptico de cuarzo incoloro es un material óptico con excelente transparencia, resistencia a altas temperaturas y propiedades ópticas superiores. Compuesto principalmente por... Ver producto → es la respuesta correcta en lugar de una calificación límite.

Indique el rango de longitud de onda, el nivel de bloqueo requerido, el promedio de la banda de paso y el espesor que puede acomodar. Con esos cuatro números, un proveedor puede igualar una calificación en lugar de adivinar.

Preguntas frecuentes sobre los filtros UV

Lo que hace un filtro UV es simple, pero la parte que recibes está definida completamente por los números que envías. Díganos el rango de longitud de onda, el nivel de bloqueo que necesita, el promedio de banda de paso y el espesor que puede ajustar, y haremos coincidir un grado de vidrio con esa curva. tu puedes envíe sus requisitos a nuestro equipo de elementos ópticos y reciba una especificación para revisar antes de realizar el pedido.