¿Por qué un elemento filtrante adicional destruiría el enfoque de un objetivo?

Question

Estamos probando una cámara de infrarrojos, que produce imágenes finas en una gama razonable de longitudes de onda. Ahora queremos ver qué imágenes obtenemos en ciertas longitudes de onda específicas. Así que adquirimos (ingenuamente) un montón de filtros de paso de banda estrecha de Edmund Optics y los adaptamos entre la cámara y el objetivo. Estamos en el punto de renunciar a tratar de obtener cualquier imagen de esta manera porque el enfoque se destruye completamente al hacer esto. Es como si la distancia de enfoque de la cámara hubiera cambiado con la introducción del filtro, a pesar de que todos sus elementos son de vidrio plano.

¿Alguien puede explicar esto? ¿Es un ejercicio inútil, o hay algunos tipos de filtro en los que esto funcionaría? Está claro que la mayoría de las cámaras visibles utilizan un filtro de corte infrarrojo, y eso funciona bien, pero es un filtro de un solo elemento, y necesitamos un filtro de varios elementos para obtener las bandas de longitud de onda estrechas que nos interesan.

Answer 1

Al colocarlos entre el objetivo y el detector, los has puesto donde converge la luz. El ángulo de convergencia cambia dentro del filtro según su índice de refracción, aunque la lente sea plana. Por lo tanto, estás poniendo un pliegue en el cono de luz convergente que cambia la longitud del cono, o en otras palabras, las piezas de vidrio plano entre las lentes pueden cambiar la distancia focal del sistema combinado. Su filtro está actuando como el vidrio con índice n2 de la figura siguiente.

Si la luz fuera perpendicular al filtro, el ángulo con la normal sería cero dentro y fuera del filtro y no tendrías ningún cambio en las propiedades ópticas más allá del filtrado.

Por lo tanto, ponga el filtro antes del objetivo o ajuste la distancia entre el detector y el objetivo para compensar el filtro.