二向色濾光片是一種非常精確的彩色濾光片,用於選擇性地透過特定範圍內的光線,同時反射其他顏色的光線。相較之下,二向色鏡的特點在於反射光的顏色,而不是透過光的顏色。二向色濾光片可以濾除白光源中的部分光線,產生人眼感知到的色彩飽和度很高的光。

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。當光線以一定角度照射到油膜上時,一部分光會從油膜的上表面反射,另一部分光則會從與水接觸的下表面反射。由於從下表面反射的光線傳播路徑稍長,某些波長的光會因這種延遲而增強,而另一些波長的光則會相互抵消,從而產生可見的顏色。
在二向色鏡或濾光片中,並非使用油膜來產生干涉,而是在玻璃基板上交替沉積不同折射率的光學鍍膜層。不同折射率層之間的界面會產生相位反射,從而選擇性地增強某些波長的光,並與其他波長的光發生干涉。這些鍍膜層通常採用真空沉積法製備。透過控制鍍膜層的厚度和數量,可以調節濾光片的通帶寬度,並根據需要使其變寬或變窄。由於不必要的波長被反射而不是被吸收,二向色濾光片在工作過程中不會吸收這些不需要的能量,因此不會增加通帶內的所有能量。
類似的二向色棱鏡也用於將白光有意分成不同色波段的場合(例如,彩色視訊投影機或彩色電視攝影機)。然而,現在更常見的做法是,攝影機使用吸收濾光片陣列來過濾單一CCD陣列上的各個像素。