DIN 58131-2016 Optical volume filters Text in German and English《体积滤光器 德文和英文文本》.pdf

1、November 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 37.020!%5“2581894www.din.deDIN 58131Optische Volumenfilter;Text Deutsch und Englisc

2、hOptical volume filters;Text in German and EnglishFiltre par absorption;Texte en allemand et anglaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 37 SeitenDDIN-Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO)DIN 58131:2016-11 2 Inhalt Seite Vorwort 4 1 Anwendu

3、ngsbereich . 6 2 Normative Verweisungen . 6 3 Begriffe 8 3.1 Randbedingungen . 8 3.2 Abgeleitete Gren . 14 4 Einteilung der Volumenfilter nach ihrer Funktion . 16 5 Messung . 18 5.1 Allgemeines . 18 5.2 Messbedingungen 18 6 Numerische Spezifikation und graphische Darstellung von spektralen Merkmalen

4、 . 20 6.1 Allgemeines . 20 6.2 Regeln fr die numerische Spezifikation von spektralen Merkmalen 20 6.2.1 Regeln fr die spektralen Merkmale i, ,D oder . 20 6.2.2 Regeln fr die Kantenwellenlnge 22 6.3 Regeln fr die grafische Darstellung von spektralen Merkmalen . 24 6.4 Grafische Darstellung von optisc

5、hen Funktionen . 24 6.4.1 Allgemeines . 24 6.4.2 Abschwchende Funktion (ND) 24 6.4.3 Funktion Bandpass (BP) oder Bandsperr (BR) 26 6.4.4 Funktion Kurzpass (SP) oder Langpass (LP) . 28 (informativ) Darstellung der Transmission mit einer diabatischen Ordinate . 32 Anhang A(informativ) Empfehlung zur D

6、icke der reprsentativen Proben . 34 Anhang BDIN 58131:2016-11 3 Content Page Foreword 5 1 Scope . 7 2 Normative references . 7 3 Terms and definitions . 9 3.1 Boundary conditions . 9 3.2 Calculated parameters 15 4 Definition of volume filters by their function . 17 5 Measurement 19 5.1 General 19 5.

7、2 Measurement conditions 19 6 Numerical specification and graphical representation of spectral characteristics 21 6.1 General 21 6.2 Rules for the numerical specification of spectral characteristics . 21 6.2.1 Rules for the spectral characteristics i, ,D or 21 6.2.2 Rules for the cut-off wavelength

8、23 6.3 Rules for the graphical representation of spectral characteristics 25 6.4 Graphical representation of optical functions 25 6.4.1 General 25 6.4.2 Attenuating function (ND) 25 6.4.3 Function bandpass (BP) or bandrejection (BR) . 27 6.4.4 Function shortpass (SP) or longpass (LP) 29 Annex A (inf

9、ormative) Graphical representation of transmission using a diabatic scale as an ordinate . 33 Annex B (informative) Recommendation for the thickness of the witness sample 35 DIN 58131:2016-11 4 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 027-01-03 AA Dnne Schichten fr die Optik“ des DIN-No

10、rmenausschusses Feinmechanik und Optik (NAFuO) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Im Zweifelsfal

11、l gilt der deutsche Text. DIN 58131:2016-11 5 Foreword This document has been prepared by the Working Committee NA 027-01-03 AA Dnne Schichten fr die Optik (en: Optical coatings)” of DIN Standards Committee Feinmechanik und Optik (Optics and Precision Mechanics Standards Committee). Attention is dra

12、wn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. DIN and/or DKE shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. In case of doubt the German text is valid. DIN 58131:2016-11 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt Filterf

13、unktionen von unbeschichteten Volumenfiltern fr optische Anwendungen mit Ausnahme von ophthalmischen Optiken (Brillenglser) fest, und gibt zu ihrer Spezifikation eine standardisierte Form an. Des Weiteren werden Begriffe und die Beschreibung der Spezifikationen in Zusammenhang mit optischen Volumenf

14、iltern festgelegt. Die Norm legt die optischen Filtereigenschaften und die Prf- und Messverfahren fest, wann immer es notwendig ist. Diese Norm legt nicht Materialeigenschaften (innere Qualitt, Homogenitt, usw.) fest und gilt nicht fr Herstellungsverfahren. Dieses Dokument gilt sowohl fr das Rohmate

15、rial (Filterglas, Filterkunststoff, usw.) als auch fr die polierten Filter. ANMERKUNG 1 Farbmetrische Parameter zur Beschreibung von Filterfunktionen sind Gegenstand z. B. der Normenreihe DIN ISO 11664. ANMERKUNG 2 Fr beschichtete Volumenfilter wird auf die Normenreihe DIN ISO 9211 verwiesen. 2 Norm

16、ative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug geno

17、mmenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN ISO 9211-1, Optik und Photonik Optische Schichten Teil 1: Begriffe DIN ISO 9211-2, Optik und Photonik Optische Schichten Teil 2: Optische Eigenschaften DIN EN ISO 4007, Persnliche Schutzausrstung Augen- und Gesichtsschutz Wrterbuch DIN EN ISO 116

18、64-1, Farbmetrik Teil 1: CIE farbmetrische Normalbeobachter DIN EN ISO 11664-2, Farbmetrik Teil 2: CIE Normlichtarten DIN 58131:2016-11 7 1 Scope This standard specifies filter functions of uncoated volume filters for optical applications excluding ophthalmic optics (spectacles) and gives a standard

19、 form for their specification. Additionally, basic definitions and a description of the specification concerning optical volume filters are given. The standard specifies the optical properties of the filters and the test and measurement methods whenever necessary. This standard does not specify any

20、material properties (inner quality, homogeneity, etc.) and it does not apply to any production method. This document applies to the raw material (filter glass, filter plastics, etc.) and the polished component as well. NOTE 1 Colorimetric parameters for the description of the filter function are spe

21、cified in e. g. DIN ISO 11664 series. NOTE 2 For coated filters see DIN ISO 9211 series. 2 Normative references The following document, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. Fo

22、r undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies DIN ISO 9211-1, Optics and photonics Optical coatings Part 1: Definitions DIN ISO 9211-2, Optics and photonics Optical coatings Part 2: Optical properties DIN EN ISO 4007, Personal protective equip

23、ment Eye and face protection Vocabulary DIN EN ISO 11664-1, Colorimetry Part 1: CIE standard colorimetric observers DIN EN ISO 11664-2, Colorimetry Part 2: CIE standard illuminants DIN 58131:2016-11 8 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN ISO 9211-1 und die folgen

24、den Begriffe. Die Begriffe werden in vier Klassen aufgeteilt, nmlich Randbedingungen“, optische Eigenschaften“, abgeleitete Gren“ und Definition der Volumenfilter durch ihre Funktion“. 3.1 Randbedingungen 3.1.1 optische Oberflche Flche, durch die Strahlung in den Volumenfilter eintritt oder austritt

25、 Anmerkung 1 zum Begriff: Im Allgemeinen sind Volumenfilter als planparallele Platten ausgefhrt und haben zwei optische Oberflchen, die sich gegenberliegen. 3.1.2 Einfallswinkel Winkel zwischen der Flchennormale und dem einfallenden Strahl QUELLE: DIN ISO 9211-1:2012-04 Anmerkung 1 zum Begriff: Wenn

26、 nichts anderes angegeben wird, ist der Einfallswinkel 0; d. h. es handelt sich um einen senkrechten Einfall auf die optische Oberflche. 3.1.3 Dicke d geometrische Lnge, die die Strahlung bei senkrechtem Einfall im planparallelen Volumenfilter zurcklegt Anmerkung 1 zum Begriff: Bei senkrechtem Einfa

27、ll auf einen planparallelen Volumenfilter ist der durchstrahlte Weg gleich der Dicke des Volumenfilters d. Alle Gren und Kennzahlen dieser Norm beziehen sich immer auf den Fall des senkrechten Lichteinfalls, in dem durchstrahlter Weg und Volumenfilterdicke gleich sind. Anmerkung 2 zum Begriff: Fr de

28、n abweichenden Fall eines nicht senkrechten Einfalles des Lichtes entspricht die Dicke nicht der durchstrahlten geometrischen Lnge. 3.1.4 reprsentative Probe Probe, die die eigentliche Volumenfilterkomponente reprsentiert und die fr spektrale Messungen und Umweltprfungen benutzt wird Anmerkung 1 zum

29、 Begriff: Die Einzelheiten zu den reprsentativen Proben und zu den Prfverfahren (z. B. Material, Oberflchenbeschaffenheit, Abmessungen, Anzahl pro Charge) knnen Gegenstand einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Kunde sein. QUELLE: DIN ISO 9211-1:2012-11, modifiziert In der Anmerkung wurde Bemust

30、erungsverfahren“ durch Prfverfahren“ ersetzt DIN 58131:2016-11 9 3 Terms and definitions For the purposes of this document the terms and definitions given in DIN ISO 9211-1 and the following terms and definitions apply. The terms are subdivided into parts, namely “boundary conditions”, “optical prop

31、erties”, “calculated parameters” and the “definition of volume filters by their function”. 3.1 Boundary conditions 3.1.1 optical surface surface area, into which the radiation enters the volume filter or from which it leaves Note 1 to entry: In general, volume filters are made as plano parallel plat

32、es and have two optical surfaces which are opposite to each other. 3.1.2 angle of incidence angle between the normal to the surface and the incident ray SOURCE: DIN ISO 9211-1:2012-04 Note 1 to entry: Unless otherwise specified, the angle of incidence is equal to 0; this means the incident rays are

33、normal to the optical surface 3.1.3 thickness d geometrical length that the radiation passes through the volume filter at normal incidence Note 1 to entry: At normal incidence onto a plano-parallel volume filter the path of the radiation is equal to the thickness d of the volume filter. All paramete

34、rs and characteristic numbers of this standard are referenced to the case of normal incidence of the light, when the path and the thickness of the volume filter are the same. Note 2 to entry: For the case of non-normal incidence of the light, the thickness does not correspond to the path of the ligh

35、t. 3.1.4 witness sample sample, which represents the volume filter component and which is used for spectral measurements and environmental testing Note 1 to entry: The details about the witness sample and the measurement (i.e. material, surface condition, geometry, amount per batch) may be subject o

36、f the negotiation between manufacturer and customer. SOURCE: DIN ISO 9211-1:2012-11, modified In the note “sampling procedures” has been replaced by “measurement” DIN 58131:2016-11 10 3.1.5 spektraler Transmissionsgrad Verhltnis des transmittierten spektralen Strahlungsflusses zum einfallenden Strah

37、lungsfluss Anmerkung 1 zum Begriff: Der spektrale Transmissionsgrad ist abhngig sowohl von den inneren Absorptions-eigenschaften, insbesondere von dem betrachteten durchstrahlten Weg, als auch von den optischen Eigenschaften der Oberflche. () =,2,1(1) Dabei ist ,1der einfallende spektrale Strahlungs

38、fluss; ,2der transmittierte spektrale Strahlungsfluss. Anmerkung 2 zum Begriff: Siehe Bild 1. 3.1.6 spektraler Reintransmissionsgrad i() Verhltnis des aus dem Volumenfilter austretenden spektralen Strahlungsflusses zum einfallenden Strahlungsfluss Anmerkung 1 zum Begriff: Der Reintransmissionsgrad b

39、eschreibt damit die Verhltnisse innerhalb des Materials; Oberflcheneffekte haben keinen Einfluss. Anmerkung 2 zum Begriff: Das tiefgestellte i“ steht fr innerhalb“. () =,4,3(2) Dabei ist ,3der spektrale Strahlungsfluss, welcher in das Volumen eingetreten ist; ,4der spektrale Strahlungsfluss, welcher

40、 aus dem Volumen heraustreten wird. Anmerkung 3 zum Begriff: Fr Volumenfilter mit homogener Verteilung der Absorption innerhalb des Materials gilt: = (3) Dabei ist der Absorptionskoeffizient; d die Volumenfilterdicke. Aus diesem Zusammenhang lassen sich die Reintransmissionsgrade fr unterschiedliche

41、 Volumenfilterdicken ineinander umrechnen mit (senkrechter Einfall des Lichtes): ,1= ,212(4) Anmerkung 4 zum Begriff: Siehe Bild 1. DIN 58131:2016-11 11 3.1.5 spectral transmittance ratio of the spectral radiant flux transmitted to that of the incident radiant flux Note 1 to entry: The spectral tran

42、smittance is dependent on the inner absorption properties, especially on the travel path of the light, as well as on the optical properties of the surface. () =,2,1(1) where ,1is the incident spectral radiant flux; ,2is the transmitted spectral radiant flux. Note 2 to entry: See Figure 1. 3.1.6 spec

43、tral internal transmittance i() ratio of the spectral of radiant flux leaving the volume filter to that of the entered radiation Note 1 to entry: The internal transmittance describes the properties inside the material, thus surface effects do not have an influence. Note 2 to entry: The subscript “i”

44、 stands for internal“. () =,4,3(2) where ,3is the spectral radiant flux, which has entered the volume; ,4is the spectral radiant flux, which is going to leave the volume. Note 3 to entry: For volume filters with a homogeneous distribution of absorption within the material the following applies: = (3

45、) where is the absorption coefficient; d is the thickness of the volume filter. From this context, the internal transmittance can be calculated for different thicknesses of the volume filter (at normal incidence) by: ,1= ,212(4) Note 4 to entry: See Figure 1. DIN 58131:2016-11 12 ANMERKUNG Der Licht

46、einfall erfolgt senkrecht zur Oberflche, ist aber geneigt dargestellt, um die Oberflchenreflexion R zu verdeutlichen. Das heit, durchstrahlter Weg und geometrische Dicke d sind gleich. Bild 1 Skizze zur Verdeutlichung der Unterschiede zwischen Transmissionsgrad und Reintransmissionsgrad 3.1.7 Kanten

47、wellenlnge der Reintransmission i0,5Wellenlnge im bergangsbereich zwischen hoher und niedriger Transmission, bei der der Rein-transmissionsgrad den Wert i= 0,5 annimmt Anmerkung 1 zum Begriff: Der Index i“ steht fr innerhalb“. 3.1.8 Kantenwellenlnge der Transmission 0,5Wellenlnge im bergangsbereich

48、zwischen hoher und niedriger Transmission, bei der der Transmissionsgrad den Wert = 0,5 annimmt Anmerkung 1 zum Begriff: In der DIN ISO 9211-2 wird die Kantenwellenlnge 0,5, bzw. 0,5definiert als diejenige Wellenlnge, bei der der Transmissionsgrad sich auf die Hlfte von Aoder Mreduziert hat. 3.1.9 spektraler Absorptionsgrad () Verhltnis der absorbierten spektralen Dichte des Strahlungsflusses zu der des einfallenden Strahlungsflusses 3.1.10 Brechzahl n() Verhltnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Str