Optik filtreler, bir ışık demetindeki belirli renk bileşenlerinin ya bütünüyle ortadan kaldırılması ya da şiddetlerinin azaltılması için kulanılır. Bunun için söz konusu ışık, istenen renk özelliklerini taşıyan bir maddeden geçirilir ya da yansıtılır. Optik filtrelerin kullanım alanı çok geniştir. Sözgelimi, fotoğrafçılık, renkli TV, sahne ışıkları, koruyucu gözlük camları ve tayfbilim gibi alanlarda bu aygıttan yararlanılır.
Tıpkı elektriksel filtrelerin belirli frekansları geçirmediği gibi, optik filtreler de belirli dalgaboylu (ya da frekanslı) ışığı, ya soğurur ya da yansıtırlar. ELEKTROMAGNETIK IŞINIM tayfı, kırmızı ışık ile mor ışık arasındaki gökkuşağı renklerini içermektedir. Bu renklerin birleşimi, beyaz ışığı oluşturur. Bir renk bandı çıkarılırsa, sözgelimi beyaz ışık, mavi ve yeşil renkleri soğuran bir filtreden geçirilirse, geriye sarı, turuncu ve kırmızı ışık karışımı kalır; bu da turuncu renkli bir görüntü verir.

Soğurma filtreleri: En çok kullanılan filtre türü, çeşitli mineral ve boyarmaddelerin soğurma özelliğinden yararlanılarak yapılır. Bu malzemeler ya cam, plastik, jelatin ve selüloz esterleri gibi geçirgen maddelerle karıştırılır ya da bir metal yüzeyine kaplanıp iki cam levha arasına alınır.
Işık, belirli minerallerin molekülleriyle karşılaştığı zaman, belirli dalgaboyu içeren fotonlar, bu molekülleri rezonansa zorlar. Işık, düşük foton enerjisi içeren uzun dalga (kızılaltı) olarak yeniden yayılır. Bu da, ışık demetinin, bir dalgaboyundaki enerjisini ya da bir dalga bandını yitirdiği anlamına gelir. Bazı dalgaboyları ötekilere oranla daha kolay soğurulur: Sözgelimi, yalnızca kırmızı rengi soğurup mavi rengi geçirebilecek filtre yapmak çok güçtür. Mavi renk filtreleri, öteki renklerin bir bölümünü de soğurur.
Filtreler, kullanım amaçlarına göre adlandırılır. Sözgelimi, Icırmızı trafik lambasında kullanılan filtreler, «kırmızı filtre» diye adlandırılır. Oysa mavi, yeşil ve sarı renkleri engeller. Öte yandan, fotoğrafçılıkta uzaktaki görüntülerin tonlanmasında kullanılan mavi ve morötesi dalgaları soğuran filtrelere, «morötesi» denir, gerçekte bunların rengi açık sarıdır.

Filtre malzemeleri: Filtrelerin türü, yapıldıkları malzemeye bağlıdır. Eskiden cam filtreler kullanılmaktaydı; günümüzde ise, jelatin filtreler yaygındır.
Renkli cam, erimiş cam içine çeşitli metal oksitleri katma yoluyla yapılır. Sözgelimi demir oksit, yeşil renk verir ve düşük nitelikli bütün camlarda çeşitli oranlarda bulunur. Kobalt oksit mavi, manganez ise mor renk oluşturur. Metal oksitlerin sayıları sınırlıdır; ama bazılarının çok önemli özellikleri vardır. Sözgelimi, didmiyum camı, sokak lambalarında-ki sarı sodyum ışığını soğurup, öteki renkleri geçirir.
Boya endüstrisinde çeşitli renkler elde edilmektedir. Bunların fotoğraf FİLM'i emülsiyonlarında kullanılan jelatinle karıştırılmasıyla filtreler yapılabilir. Bu filtreler, normal fotoğraf emülsiyonlarından çok daha kalındır; çünkü jelatin levha halinde kullanılır, esnek bir tabakaya kaplanmaz.
İnce bir yarıktan geçirilen jelatin, düzgün bir cam levha üstüne, 1 mm kalınlıkta sürülür. Ardından, kuruduğu zaman cam levhadan kolayca ayrılabilmesi için soğutulur. Jelatinin kalınlığı, kuruduğunda 0,1 mm'ye düşer.
Daha dayanıklı filtre üretiminde, filtre malzemesi, optik olarak cilalanmış bir cama yapıştırılır ve üstüne ikinci bir cam levha kapatılır. Bir başka seçenek de, boyayı soğuracak sert bir reçine kullanmaktır.

Çiftrenk filtreleri: Normal filtrelerde soğurulan ışık, bütünüyle yiter ve kullanılmaz. Ama geçirilmeyen ışığın yansıtıldığı, çiftrenk ya da girişim filtresi diye tanınan başka tür filtreler de vardır. Çiftrenkfiltreleri bu adı, iki renk dışında, ışıkta bulunan bütün renkleri yansıtma özelliklerinden alırlar. Yapımlarında kullanılan malzemeyi çok duyarlı sınırlara kadar denetlemek olanağı bulunduğundan, son derece dar dalga bantları süzülüp geçirilebilir. Çiftrenk filtreler, özellikle TV kameralarmda kullanılır; böylece, ışığın yansıtılan bölümü ziyan olmaz.
Çiftrenk filtreleri, yapımlarında belirli elektrik özelliği taşıyan malzemeler (çoğunlukla seramik) kullanıldığından, «dielektrik filtre» diye de adlandırılır. Bu malzemeler, VAKUM odasında buharlaştırma yöntemiyle cam levhalara yapıştırılır.
Filtrelerin işlevi, çeşitli cam tabakalarından yansıyan ışığın (Bk. DALGA HAREKETİ) girişim etkilerine göre kendini gösterir. Tabakaların sayısı ve her birinin kalınlığı, filtrenin özelliklerini belirler. Tabaka kalınlıkları genellikle 0,0005 mm'den fazla değildir. Bu ölçekteki üç tabaka, yaklaşık 1 800 angström kalınlıktadır ve tayfın yarısı kadar bir bölgeyi geçirir. 17 tabakadan yapılmış bir filtre ise, 10 angström genişliğindeki çok dar bir bandı geçirir. Çok dar bir dalga bandı süzülmek istenirse (1 angströmden az), iki ince filtre tabakası, kalın bir tabakayla ayrılacak biçimde bir araya getirilir.

Kaynak:4
3.cilt / s.796-799

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler » Optik Araçlar