찾다
kr측정 목표에 필터 매칭
모든 광학 설정에서 신뢰할 수 있는 대비와 스펙트럼 순도를 달성하는 것은 하나의 구성 요소에 달려 있습니다. 광학 유리 필터 . 가장 직접적이고 효과적인 선택 접근 방식은 제품을 평가하기 전에 4가지 특정 매개변수를 잠그는 것입니다. 대상 파장 대역을 식별하고, 대역 외 제거에 필요한 최소 광학 밀도를 정의하고, 입사각을 확인하고, 환경 작동 범위를 지정합니다. 이 네 가지 요소를 정량화하면 필터 선택은 추측이 아닌 정밀한 엔지니어링 결정이 되며 신호 누출이나 열 장애 위험이 거의 0으로 떨어집니다.
이 방법은 형광 큐브, 라만 프로브 또는 머신 비전 검사 스테이션을 구축하는 경우 보편적으로 적용됩니다. 다음 섹션에서는 실제 시스템 요구 사항에서 각 매개변수를 도출하는 방법과 가장 일반적인 통합 실수를 방지하는 방법을 설명합니다.
정확한 스펙트럼 창을 정확히 찾아내기
필터 선택은 전송해야 하는 파장 범위와 차단해야 하는 범위를 명확하게 정의하는 것부터 시작됩니다. 전체 폭이 최대의 절반인 레이저 라인을 중심으로 하는 대역 통과 필터 3nm ~ 10nm 일반적으로 신호 처리량과 배경 억제 간의 최상의 균형을 제공합니다. FITC 형광과 같은 응용 분야의 경우 방출 필터는 종종 다음과 같이 지정됩니다. 525/30nm 대역 통과는 90% 이상의 투과율로 510 nm ~ 540 nm를 통과한다는 의미입니다.
대역폭이 너무 넓으면 배경 조명이 미광으로 인해 신호 대 잡음비가 감소합니다. 이미징 테스트 데이터에 따르면 필터를 확장하면 10nm ~ 40nm 광대역 조명 하에서 배경 신호를 5배 이상 증가시킬 수 있습니다. 반대로 대역폭이 너무 좁으면 광원이나 형광단 방출이 온도에 따라 변하는 경우 원하는 신호가 잘릴 수 있습니다.
Longpass 및 Shortpass 필터의 가장자리 경사도
에지 필터의 경우 주요 지표는 10%에서 80% 전송 지점 사이에서 측정되는 전환 폭입니다. 가파른 가장자리 5nm 미만 스토크스 이동이 200cm⁻²만큼 작을 수 있는 라만 분광학에 필수적입니다. 분광 광도계 순서 정렬에서는 약간 더 넓은 전환이 발생합니다. 15nm ~ 25nm 비용 절감을 위해 허용될 수 있습니다.
배경에 적합한 광학 밀도 설정
광학 밀도는 필터가 원하지 않는 빛을 얼마나 강력하게 차단하는지를 수량화합니다. OD가 한 단위 증가하면 감쇠가 10배 향상됩니다. 필요한 OD 값은 측정하려는 신호와 관련하여 차단하는 소스의 밝기에 따라 결정됩니다.
| 신청 | 최소 권장 OD | 이유 |
|---|---|---|
| 형광현미경 | OD 6 ~ OD 8 | 여기광은 방출광보다 훨씬 더 강합니다. |
| 라만 분광법 | OD 8 이상 | 강렬한 레일리 라인을 완전히 거부해야 합니다. |
| 머신 비전 검사 | 외경 4 | 산업 속도에 적합한 수준의 주변광 차단. |
| 레이저 안전 안경 | OD 5 ~ OD 7 | 인간의 눈 안전을 위한 직접 빔 차단. |
올바른 OD를 지정하는 것도 감지기의 동적 범위에 따라 달라집니다. 해결할 수 있는 검출기 1nW 존재 시 신호를 보내다 10mW 여기 빔은 최소한 필요합니다. OD 7 주 차단 영역 외부의 코팅 누출을 포함하여 여기 스펙트럼 전반에 걸친 전체 차단.
각도 및 온도 변화 고려
필터의 스펙트럼 곡선은 수직 입사에서 측정되지만 실제 시스템은 빔을 완벽하게 수직으로 유지하는 경우가 거의 없습니다. 입사각이 증가함에 따라 투과 대역은 더 짧은 파장으로 이동합니다. 주변의 유효 굴절률을 갖는 간섭 필터의 경우 1.7 , 기울기 15도 550nm 롱패스 에지를 대략적으로 이동할 수 있습니다. 545nm . 이러한 변화로 인해 에지가 신호 대역으로 직접 밀려 예상치 못한 손실이 발생할 수 있습니다.
온도도 중요한 역할을합니다. 하드 코팅된 유리 필터는 대략 다음과 같은 열 이동 계수를 나타냅니다. 섭씨 1도당 0.01nm . -20°C에서 60°C까지 순환하는 실외 인클로저에서 총 변화는 다음과 같습니다. 0.8nm 가능합니다. 작지만 이러한 변화는 조밀한 파장 분할 다중화에 사용되는 초협대역 통과 필터의 경우 중요해집니다. 항상 최악의 경우 각도와 온도 드리프트가 결합된 것을 수용할 수 있도록 필터 대역폭을 설계하십시오.
유리 기판 및 표면 품질 선택
기판 재료는 투과 범위, 자동 형광 및 기계적 강도를 결정합니다. 용융 실리카는 다음에서 전송됩니다. 185nm 이상으로 2.5μm 자동 형광을 거의 생성하지 않으므로 UV 형광 및 라만 작업을 위한 표준 선택입니다. 붕규산 유리는 우수한 가시 성능과 저렴한 비용을 제공하지만 아래에서 흡수되기 시작합니다. 350nm . 미광에 매우 민감한 응용 분야의 경우 총 자동 형광 수준이 아래인 기판 신호의 0.01% 사용할 수 있습니다.
스크래치 발굴로 지정된 표면 품질은 산란 및 레이저 손상 임계값을 결정합니다. 에이 60-40 마무리는 일반 이미징에 적합합니다. 위에서 작동하는 레이저 애플리케이션 1J/cm² 10ns 펄스에서는 일반적으로 20-10 또는 코팅 결함으로 인해 치명적인 손상이 발생하는 것을 방지하는 것이 더 좋습니다.
장착 및 검증 기술
완벽하게 지정된 필터라도 기계적 응력을 받아 장착되거나 잘못 정렬되면 성능이 저하됩니다. 광학 성능을 유지하려면 다음 단계를 따르십시오.
- 고스트 이미지를 생성하는 다중 내부 반사를 줄이려면 항상 코팅된 면을 광원 쪽으로 향하게 하십시오.
- 유리 모양을 왜곡시키는 점 하중을 피하면서 규격 패드를 사용하여 변형 없는 링 마운트에 필터를 고정합니다.
- 레이저 공진기에서 반사를 멀리하기 위해 기울기가 필요한 경우 분광계로 시스템 내 전송을 측정하여 이동된 통과 대역이 여전히 신호를 덮고 있는지 확인합니다.
- 차단된 지역을 직접 검증하세요. 필터의 OD를 초과하는 동적 범위를 가진 밝은 광대역 소스와 분광계를 사용하십시오. 측정된 OD는 다음과 같습니다. 0.5 지정된 것보다 낮은 경우 가장자리 주변의 빛 누출이나 코팅의 핀홀을 가리키는 경우가 많습니다.
실제 조명 조건에서 최종 시스템 수준 검사를 수행하면 실험실 분광 광도계가 놓칠 수 있는 혼선이 드러납니다. 어두운 샘플과 대상 샘플의 신호를 측정함으로써 필터가 항상 신뢰할 수 있는 데이터에 필요한 대비를 제공하는지 확인할 수 있습니다.
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