二向色濾光片是一種非常精確的濾色鏡，用於選擇性地通過光線，同時反射小範圍內的其他顏色。相較之下，二向色鏡往往以反射光的顏色為特徵，而不是通過的顏色。二向色濾光片濾除白色光源的光，以產生人類認為顏色高度飽和的光。
二向色濾光片利用薄膜干涉原理，產生與水面油膜相同的顏色。當光以一定角度照射油膜時，有些光線會從油的上表面反射，有些光線從與水接觸的下表面反射。由於從底部反射的光的行進路徑稍長，因此某些波長會因這種延遲而增強，而其他波長則傾向於被抵消，從而產生可見的顏色。
在二向色鏡或濾光片中，不是使用油膜來產生干涉，而是在玻璃基板上建構具有不同折射率的交替光學塗層層。具有不同折射率的層之間的界面會產生相位反射，選擇性地增強某些波長的光並幹擾其他波長的光。這些層通常透過真空沉積添加。透過控制層的厚度和數量，可以將頻率的通帶調整為濾波器的寬度，並根據需要變寬或變窄。因為不需要的波長被反射而不是被吸收，所以二向色濾光片在操作期間不會吸收這些不需要的能量，因此不會變得更多的所有能量都在通帶中。
類似的二向色棱鏡用於將白光有意分為各種色帶的情況（例如，在彩色視訊投影機或彩色電視攝影機中）。然而，現在相機更常見的是具有吸收濾光片陣列來過濾單一 CCD 陣列上的各個像素。
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