滤光片在光学实验里属于基础但关键的配角，很多实验如果没有它，要么测不准，要么看不见信号，甚至会损坏仪器。那么它有哪些安装和固定的方式呢，下文给您介绍一些常见的滤光片尺寸和对应的固定方式。

01、滤光片常见尺寸与标准结构

 1. 外形尺寸（最常用标准化系列）

（1）圆形滤光片（光学系统主流）

- 英制标准： Φ12.7 mm (1/2")、Φ25.4 mm (1")、Φ38.1 mm (1.5")、Φ50.8 mm (2")；

 - 公制标准： Φ10 mm、Φ15 mm、Φ20 mm、Φ25 mm、Φ30 mm、Φ40 mm； 

- 微型（TOF / 传感器 / 滤光轮专用）： Φ4 mm、Φ5 mm、Φ6 mm、Φ8 mm； 

图 1 一种圆形滤光片的图纸  

2）方形/矩形滤光片（机器视觉、阵列、小型化） 

- 正方形：5×5、8×8、10×10、12.5×12.5、20×20、25×25  mm；

- 矩形：6×4、8×5、10×5、12×6 mm（芯片窗口专用）；  

（3）标准厚度 

常规：0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、3.0 mm；高功率/大尺寸：4 mm、5 mm； 微型超薄：0.3 mm（易碎，极少用）；

2. 标准结构特征 

 - 边缘倒角：大多做 0.1~0.3 mm×45°倒角，防崩边、防应力开裂； 

图 2 边缘倒角 

- 有效通光孔径：一般比外形小1~2mm，装夹不能压住有效区；

- 镀膜标记：单面/双面镀膜，常用箭头标识出射面，安装时不能装反； 

- 基底：普通玻璃、石英、蓝宝石、硅片（红外）；

02、滤光片装夹固定方案

 1.螺纹压圈式固定（光学行业最标准、最通用）

一般适用于标准光学镜头、常规的实验室固定、高要求光路等场景，以圆形滤光片为主； 

图 3 螺纹压圈式固定图示 

 结构：

- 镜筒/安装座内壁车内螺纹； 

- 滤光片放入台阶定位面；

- 用不锈钢/黄铜压圈旋入压紧；

- 可加紫铜垫片/聚四氟乙烯垫片缓冲；

压圈端面均匀施压在滤光片边缘非有效区，避免对有效区的使用造成影响，主要的优点是定位精度高、同轴度好，并且可拆可换、维护方便，施加在元件上的应力比较均匀，不易使元件崩边。

螺纹压圈式固定缺点是需车螺纹，因此加工成本相对较高，同时会占用一定的径向空间，不适合超微型结构。

2. 卡槽/滑槽式  

一般用在滤光片转轮（滤光轮）和多通道光谱模块以及插拔式滤光片架等器件上，主要是为了快速更换滤光片。

图 4 一种滤光片滑槽结构

结构

- 在转轮/支架上加工环形/直线凹槽； 

- 槽宽 = 滤光片厚度 + 微小间隙（0.05~0.1mm）

- 槽深只覆盖边缘，不遮挡通光区 

- 一端开口或全封闭定位  

这种滑槽结构优点是装配极快、适合多片阵列，拆卸时只需要取下镜片更换即可，并且无螺纹、结构简单，所以对元件产生的应力极小。 

 缺点是没有做固定的机构，抗震一般，强烈振动可能会导致元件晃动，而且定位精度依赖槽的机械加工精度，不适合高精度的应用场景。

3.光学胶水固定

光学胶水固定是光学系统里微型化、高抗震、量产场景下最常用的固定方式，适合大部分滤光片，可以在在保证强度的前提下，达到应力最小、无污染、不损伤镀膜、不改变光学性能的目的。 

图 5 光学胶水固定

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结构

- 在滤光片边缘非有效区点胶 

- 常用胶水：   

- 光学环氧胶（低挥发、高强度） 

- UV紫外固化胶（快速固化） 

- 硅胶（柔性、抗震、耐温）

- 点胶位置：仅边缘 0.5~1 mm 窄带

光学胶水固定优点主要是适合体积小的滤光片，例如Φ4~Φ10微型滤光片；其次是产生的应力极低，而且具有一定的抗震作用，在工业场景下适合自动化量产。

缺点由于光学胶水的原因，不可随意拆卸更换；其次胶水可能挥发污染膜面，导致膜面受损，并且耐温受限，不是很适合高温的应用场景。

4.弹性金属弹片压紧

利用金属弹片的弹性变形，对滤光片边缘施加温和、均匀、可控的弹性压力，将其压紧在光学座的定位台阶上，结构图示如下图所示：

图 6 一种弹性金属弹片压紧结构 

结构 

- 底座做定位台阶

- 用铍铜弹片/不锈钢弹片从上方压住滤光片边缘  - 弹片用螺丝固定在支架上 

- 弹力均匀，不局部应力集中 

 这种结构的优点应力分布均匀可控，同时具有一定的抗震效果；缺点是弹片设计不好易造成局部压力过大使元件崩边或者产生裂纹，并且从结构上来看拆卸比较麻烦。

5.过盈配合

过盈配合，简单说就是：滤光片做得比安装孔稍微大一点点，利用热胀冷缩把元件安装完成后靠材料弹性抱紧固定，这是一种无胶、无螺丝、无弹片的纯机械固定方式，在微型光学、TOF、小型滤光轮里非常常用。

结构  

- 安装孔尺寸略小于滤光片外形（单边过盈 0.02~0.05 mm）

- 低温冷冻滤光片或常温压入

- 依靠材料弹性涨紧固定

优点是极致小型化，不借助胶水、螺丝等零件的固定，同时整体的安装连接强度很高。缺点是对尺寸公差要求极高，依赖加工设备的精度，并且如果没有预先设计好过盈量很容易损坏元件，同时装配难度大，并且基本属于不可拆卸，是永久性的固定。

03、总结

  以上就是关于滤光片装夹的一些方案，基本可以满足常规的实验室使用，以下总结出几点关于滤光片固定的几点注意事项：  

1. 严禁把零件压在有效通光区域 

2. 严禁局部点压力过大（会崩边、膜裂、产生应力双折射）

3. 胶水不能接触膜面，避免挥发物污染 

4. 金属压件避免硬接触，必须加软垫片

5. 高功率滤光片要留散热间隙，不能全包围密封