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光強衰減:濾光片的dB值

2024-06-25 派大莘

濾光片的使用,我們一般會看到一些帶符號的dB值,尤其在ND濾光片中,我們也叫中性密度濾光片、光學(xué)衰減片或ND鏡,這類濾光片具有對入射光束能量進行衰減,由于這種光衰減作用是非選擇性的,也就是對不同波長光線都是等效衰減的,所以會被標記上負多少的衰減值,這種衰減光強的主要特點就是不改變光譜能量分布。


 光強衰減:濾光片的dB值


dB值是怎么計算出來的?

dB值(分貝值)在中性密度濾光片中用于表示光強的相對衰減量,它與透過率(T)之間存在直接的數(shù)學(xué)關(guān)系。

首先,我們需要了解透過率(T)與光密度(OD)之間的關(guān)系。光密度(OD)是一個無量綱的數(shù)值,它描述了濾光片對光的衰減能力。光密度(OD)與透過率(T)之間的關(guān)系可以用以下公式表示:OD = -log10(T)或者T = 10^(-OD),其中,T是透過率(一個介于0和1之間的小數(shù)),OD是光密度。

 

dB值與透過率的關(guān)系

在光學(xué)中,dB(分貝)通常用于表示光強的相對變化或衰減量,dB值與透過率之間的關(guān)系是基于功率比的對數(shù)表示的,對于中性密度濾光片來說,我們通常關(guān)心的是光強的衰減,但dB的概念實際上是基于功率的,在光學(xué)中,當光強與功率成正比時,我們可以近似地將dB值用于描述光強的衰減。dB值與其透過率(T)成反比關(guān)系。透過率越低,dB值越高,表示濾光片對光的衰減能力越強。


在這種情況下,dB值(通常用D表示)與透過率(T)之間的關(guān)系可以用以下公式表示:D = -10 * log10(T)

注意這里與光密度(OD)的公式相似,但多了一個系數(shù)-10。這是因為dB是一個以10為底的對數(shù)單位,用于描述功率或強度的相對變化。

 

假設(shè),一塊中性密度濾光片的標記為“-30dB”時,它意味著該濾光片具有非常高的光衰減能力。具體來說,這個標記通常對應(yīng)于濾光片的可見光透過率為0.1%(或0.001)。這意味著通過該濾光片后,只有原始光強的0.1%能夠透過。


計算示例:

假設(shè)我們有一個中性密度濾光片,其透過率為0.1%(即T=0.001)。要計算這個濾光片的dB值,我們可以使用上面的公式:

D = -10 * log10(0.001)

D ≈ -10 * (-3)

D = 30 dB

因此,這個濾光片的dB值為30。

 

通過上面的計算,我們可知中性密度濾光片的dB值是通過其透過率計算得出的,它表示了濾光片對光強的衰減能力。dB值越高,濾光片對光的衰減能力越強。在實際應(yīng)用中,我們可以根據(jù)具體需求選擇合適dB值的中性密度濾光片來控制光強。

標簽: dB值
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