Filter (Optik)
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Ein optisches Filter selektiert die einfallende Strahlung nach bestimmten Kriterien, z. B. nach der Wellenlänge, dem Polarisationszustand oder (meist als Nebeneffekt) der Einfallsrichtung. Die bekannteren optischen Filter (Farbfilter, UV-Filter) sind im Artikel Filter (Fotografie) vorgestellt.
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[Bearbeiten] Verlaufsfilter
Verlaufsfilter besitzen eine über die Filterfläche kontinuierlich veränderliche Filterwirkung. Sie werden eingesetzt, um stufenlos einstellbare Abschwächungen zu erreichen, beispielsweise als verschiebbarer Graukeil über einen schmalen Strahlengang - wo der Gradient des Filters vernachlässigt werden kann oder aber das Strahlprofil nicht beeinflusst wird (zum Beispiel wird ein Laserstrahl, wenn seine Intensitätsverteilung der gaußschen Glockenkurve folgt, nur seitlich versetzt).
Zu den Verlaufsfiltern zählen auch die üblicherweise neutralgrauen Centerfilter, die in der Fotografie insbesondere bei extremen Weitwinkelobjektiven eingesetzt werden, um den dort aufgrund des Cos4-Gesetzes auftretenden Randlichtabfall zu kompensieren.
[Bearbeiten] Kantenfilter
Ein Kantenfilter besitzt zwei mehr oder weniger scharf voneinander getrennte Spektralbereiche, in denen das Filter transmittiert (durchlässig ist) beziehungsweise absorbiert (undurchlässig ist). Es ist meist als Hochpass ausgebildet, Tiefpass-Kantenfilter sind nur mit schlechter Offband-Unterdrückung zu realisieren. Da in der Optik eher von der Wellenlänge, als von der Frequenz die Rede ist, spricht man eher vom Langpass- und vom Kurzpass-Filter, je nach dem, ob die langwelligen, oder die kurzwelligen Spektralanteile durchgelassen werden. Als Kante wird die filterspezifische Wellenlänge bezeichnet, die den Absorptions- und Transmissionsbereich voneinander trennt.
[Bearbeiten] Polarisationsfilter
Das Polarisationsfilter besteht aus anisotropen Folien oder auch aus in Reflexion arbeitenden dielektrischen Oberflächen. Er wird in der Fotografie genutzt, um Reflexionen zu beeinflussen.
[Bearbeiten] Interferenzfilter
Das Interferenzfilter ist ein Filter, das auf Interferenzeffekten in optischen Dünnschichten basiert. Neben Kantenfiltern, Polarisationsfiltern und Verlaufsfiltern können Interferenzfilter mit einem sehr schmalen Durchlassbereich und einem hohen Unterdrückungsgrad des Offband-Bereiches hergestellt werden. Der Durchlassbereich (oder Nutzbereich) ist derjenige Wellenlängenbereich (oder Spektralbereich), in dem das Filter eine hohe Durchlässigkeit (Transmission (Physik)) besitzt. Den Spektralbereich außerhalb dieses Durchlässigkeitsbereiches bezeichnet man als offband. Hier zeigt sich die Güte eines Filters in niederen Transmissionswerten: im Fall von Interferenzfiltern wird diese Strahlung reflektiert, bei "normalen" Farbfiltern absorbiert. Interferenzfilter werden beispielsweise zur Unterdrückung infraroter Strahlung bei Bildsensoren in Digitalkameras eingesetzt.
[Bearbeiten] BAYER-Filter
Dies ist ein strukturiertes Farbfilter, das jedem Pixel eines CCD- oder CMOS-Sensors ein eigenes Farbauszugsfilter vorschaltet, der nur je einen Wellenlängenbereich durchlässt (rot, grün oder blau). Jeweils vier lichtempfindliche Pixel werden dabei zu einem Farbpixel zusammengefasst, siehe Bayer-Sensor.
[Bearbeiten] Komplementärfarbenfilter
Dieses Filter ist ebenso strukturiert wie das oben beschriebene BAYER-Filter, arbeitet jedoch statt mit den Primärfarben der additiven Farbmischung (rot, grün, blau) mit deren (additiven) Komplementärfarben (magenta,cyan,gelb). Dadurch wird die Lichtempfindlichkeit verdoppelt, denn ein Primärfarbfilter sperrt 2/3 des Spektralbereiches (ein Grünfilter beispielsweise sperrt Rot und Blau), während ein Komplementärfarbenfilter nur 1/3 sperrt (beispielsweise sperrt ein Gelbfilter nur Blau). Dieser Vorteil wird erkauft mit einer komplexeren elektronischen Farbdecodierung. Komplementärfarbenfilter werden u.a. in Camcordern eingebaut, um hier bei kompakten Abmessungen und entsprechend sehr kleinen Sensorflächen noch große Zoomfaktoren (25-fach und mehr) realisieren zu können, ohne die elektrische Signalverstärkung in der Ausleseschaltung und damit auch das Signalrauschen übermäßig ansteigen zu lassen. In aktuellen Digitalkameras hingegen sind Komplementärfarbenfilter kaum anzutreffen.
