ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของตัวกรองเป็นคำอธิบายที่จำเป็นเกี่ยวกับประสิทธิภาพของตัวกรองในภาษาที่เข้าใจง่ายสำหรับผู้ออกแบบระบบ ผู้ใช้ ผู้ผลิตตัวกรอง ฯลฯ บางครั้งผู้ผลิตตัวกรองเป็นผู้เขียนข้อกำหนดโดยอิงจากประสิทธิภาพที่สามารถทำได้ของตัวกรอง บางครั้งผู้ผลิตตัวกรองเป็นผู้เขียนข้อกำหนดโดยอิงจากประสิทธิภาพที่สามารถทำได้ของตัวกรอง อาจเขียนขึ้นเพื่อผู้ใช้หรือเพื่อแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์มาตรฐานที่ไม่ได้นำมาใช้โดยตรง ซึ่งเราจะไม่กล่าวถึงในที่นี้ ในกรณีส่วนใหญ่ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพมักเขียนโดยผู้ออกแบบระบบ
เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ต้องการจากระบบ นักออกแบบจะอธิบายประสิทธิภาพที่ต้องการของตัวกรองในรูปแบบของตัวชี้วัด ในการเขียนตัวชี้วัดดังกล่าว คำถามแรกที่ต้องตอบคือ: ตัวกรองนี้ใช้เพื่ออะไร? วัตถุประสงค์ของตัวกรองต้องถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนและแม่นยำ และนี่จะเป็นพื้นฐานของการเขียน จริงๆ แล้วไม่มีวิธีการที่เป็นระบบในการระบุรายละเอียดประสิทธิภาพ บางครั้งประสิทธิภาพของระบบที่ใช้ตัวกรองต้องอยู่ในระดับหนึ่ง มิฉะนั้นคำอธิบายต่อไปจะไม่มีจุดมุ่งหมาย ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของตัวกรองควรจะกำหนดได้ง่าย แต่บ่อยครั้งที่ไม่ใช่เรื่องง่าย ไม่มีข้อกำหนดที่แน่นอนสำหรับประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพควรสูงที่สุดเท่าที่ความซับซ้อนหรือราคาที่เป็นไปได้จะเอื้ออำนวย ในกรณีนี้ ระบบจะใช้ตัวกรองที่มีประสิทธิภาพแตกต่างกัน และประสิทธิภาพต้องสมดุลกับต้นทุน ความซับซ้อน และความสามารถในการตัดสินใจว่าอะไรคือสิ่งที่สมเหตุสมผล ตัวชี้วัดสุดท้ายจะเป็นการประนีประนอมระหว่างสิ่งที่จำเป็นและสิ่งที่สามารถทำได้ ซึ่งมักต้องใช้ข้อมูลการออกแบบและการผลิตจำนวนมาก และการสื่อสารอย่างใกล้ชิดระหว่างผู้ใช้และผู้ผลิต สิ่งสำคัญที่ควรจำไว้คือ ข้อกำหนดที่ไม่ตรงกับการใช้งานจริงนั้นเป็นเพียงเรื่องทางวิชาการเท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาปัญหาโดยสังเขป: จะได้เส้นสเปกตรัมในสเปกตรัมต่อเนื่องได้อย่างไร เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องใช้ตัวกรองแบบแถบความถี่แคบ แต่ต้องใช้แถบความถี่เท่าใดและตัวกรองประเภทใด? พลังงานของเส้นสเปกตรัมที่ส่งผ่านตัวกรองจะขึ้นอยู่กับค่าการส่งผ่านสูงสุดเป็นหลัก (โดยสมมติว่าตำแหน่งสูงสุดของตัวกรองสามารถปรับให้ตรงกับเส้นสเปกตรัมในปัญหาได้เสมอ) ในขณะที่พลังงานของสเปกตรัมต่อเนื่องจะขึ้นอยู่กับพื้นที่ทั้งหมดใต้เส้นโค้งการส่งผ่าน รวมถึงบริเวณตัดความยาวคลื่นที่อยู่ห่างจากจุดสูงสุด ยิ่งแถบความถี่แคบลงเท่าใด ความแตกต่างระหว่างสเปกตรัมต่อเนื่องแบบฮาร์มอนิกและสเปกตรัมต่อเนื่องก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแถบความถี่แคบลง ซึ่งโดยทั่วไปจะเพิ่มค่าการตัด อย่างไรก็ตาม ยิ่งแถบความถี่แคบลงเท่าใด ต้นทุนการผลิตก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เนื่องจากความยากในการผลิตจะเพิ่มขึ้น และยังทำให้ค่าอัตราส่วนโฟกัสที่อนุญาตมีขนาดใหญ่ขึ้น เนื่องจากจะเพิ่มความไวต่อการไม่ขนานกันของแสงอีกด้วย ประเด็นหลังนี้หมายความว่า สำหรับขอบเขตการมองเห็นเดียวกัน แบนด์วิดท์ที่แคบกว่าของฟิลเตอร์จะต้องถูกทำให้กว้างขึ้น เพื่อให้สามารถใช้ค่าโฟกัสที่สูงขึ้นได้ แต่จะทำให้การผลิตยากขึ้นและความซับซ้อนของระบบโดยรวมเพิ่มขึ้น วิธีหนึ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพของฟิลเตอร์คือการเพิ่มความชันของขอบของแถบความถี่ผ่าน แต่ยังคงรักษาแบนด์วิดท์ไว้เท่าเดิม รูปทรงแถบความถี่ผ่านแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีความคมชัดสูงกว่าฟิลเตอร์ Fabry-Perot แบบธรรมดาที่มีความกว้างครึ่งหนึ่งเท่ากัน และแถบความถี่ผ่านยังมีข้อดีเพิ่มเติมคือ จุดตัดที่อยู่ห่างจากจุดสูงสุดของฟิลเตอร์ก็จะกว้างขึ้นด้วย สามารถกำหนดความชันของขอบนี้ได้โดยใช้แบนด์วิดท์ 1/10 หรือ 1/100 อีกครั้ง ยิ่งขอบชันมากเท่าไหร่ การผลิตก็จะยิ่งยากและแพงมากขึ้นเท่านั้น
–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสุญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว
วันที่เผยแพร่: 28 กันยายน 2024