Τα φίλτρα λεπτής μεμβράνης είναι επιστρώσεις σε γυαλί ή διαφανές πλαστικό που παρεμποδίζουν το φως που περνά μέσα από αυτά. Μπορούν να σχεδιαστούν για να ενισχύουν ή να μειώνουν τα κύματα φωτός σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο ή μεγάλο εύρος. Αν και το φως συμπεριφέρεται και ως σωματίδιο και ως κύμα, οι θεωρίες που εμπλέκονται στην τεχνολογία φίλτρων λεπτής μεμβράνης αντιμετωπίζουν το φως ως κύμα.
Τα φίλτρα λεπτής μεμβράνης κατασκευάζονται καλύπτοντας ένα κομμάτι γυαλιού με διάφορες οπτικές επιστρώσεις. Τα φίλτρα κατασκευάζονται με μία ή περισσότερες λεπτές μεμβράνες σχεδιασμένες να παρεμβαίνουν στο φως με συγκεκριμένους τρόπους. Αυτά τα φίλτρα χρησιμοποιούνται συνήθως σε οπτικά όργανα, όπως τηλεσκόπια και φωτογραφικούς φακούς.
Το διχρωμικό φίλτρο είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος φίλτρου λεπτής μεμβράνης. Αυτά τα φίλτρα μπορούν να ξεχωρίσουν ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός για να το ενισχύσουν ή να το ακυρώσουν. Τα διχρωικά φίλτρα συνήθως λειτουργούν αντανακλώντας ορισμένα μήκη κύματος μακριά και αφήνοντας να περάσουν μόνο ορισμένα μήκη κύματος. Κάθε μήκος κύματος φωτός αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο οπτικό χρώμα, επομένως αυτοί οι φακοί φιλτράρουν ορισμένα χρώματα. Ένα διχρωμικό φίλτρο μπορεί να λειτουργήσει σε ένα ευρύ φάσμα ορατού φωτός.
Το μονόχρωμο φίλτρο λεπτής μεμβράνης είναι παρόμοιο σε σχεδιασμό με το διχρωματικό φίλτρο. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι το μονοχρωματικό φίλτρο στοχεύει μόνο ένα στενό εύρος κυμάτων φωτός. Αυτό το στενό εύρος αντιστοιχεί συνήθως σε ένα χρώμα φωτός.
Ένα φίλτρο λεπτής μεμβράνης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ενός φίλτρου υπεριώδους ή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Αυτά τα φίλτρα επιτρέπουν στο ορατό φως να περάσει αλλά εμποδίζουν το αόρατο φως σε κάθε άκρο του φάσματος. Τα φίλτρα φυσικής πυκνότητας μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από φίλτρα λεπτής μεμβράνης. Αυτά εμποδίζουν ένα ορισμένο μέρος όλου του ορατού φωτός, το οποίο μειώνει το φως καθώς περνά μέσα από τον φακό.
Για να λειτουργήσει, ένα φίλτρο λεπτής μεμβράνης πρέπει να ακολουθεί αυστηρές προδιαγραφές. Όταν το φως κινείται μέσα από ένα φράγμα, όπως ένα τζάμι, διαθλάται από το φράγμα με συγκεκριμένο τρόπο. Η διάθλαση μπορεί να περιλαμβάνει μια αλλαγή στη γωνία, την ταχύτητα ή και τα δύο σε ένα φωτεινό κύμα. Ο έλεγχος του τρόπου διάθλασης του φωτός καθιστά δυνατή τη δημιουργία φίλτρων που ενισχύουν ή μειώνουν ένα κύμα φωτός στον επιθυμητό βαθμό.
Τα κύματα φωτός απέναντι το ένα στο άλλο θα ακυρωθούν όταν επιχειρήσουν να καταλάβουν τον ίδιο χώρο. Ορισμένα φίλτρα έχουν σχεδιαστεί για να ακυρώνουν ορισμένα μήκη κύματος φωτός, όπως ένα φίλτρο σε ένα τηλεσκόπιο που εμποδίζει τα επικίνδυνα επίπεδα φωτός που εκπέμπεται από τον ήλιο. Αντίθετα, κύματα φωτός που είναι ίδια θα παρεμβαίνουν για να ενισχύσουν το κύμα. Τα φίλτρα που ενισχύουν το φως έχουν επίσης χρήσεις. Για παράδειγμα, ένας φωτογράφος που θέλει να τραβήξει φωτογραφίες σε πολύ χαμηλό φωτισμό μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα εξειδικευμένο φίλτρο που ενισχύει το διαθέσιμο φως.