Ja, viele optische Filter zeigen bei Bestrahlung mit ultraviolettem (UV) Licht Autofluoreszenz.
Wenn energiereiches UV-Licht auf bestimmte optische Materialien trifft, absorbieren diese Materialien die Photonen und emittieren sie erneut als energieärmeres, langwelligeres Licht. Dieses erneut emittierte Licht wird als Autofluoreszenz bezeichnet. Beim Aufbau optischer Systeme, insbesondere für hochempfindliche Anwendungen wie die Fluoreszenzmikroskopie oder Raman-Spektroskopie, kann dieses intern erzeugte Licht ein Hintergrundrauschen verursachen, das das eigentlich zu messende Signal überlagert.
Im Folgenden wird erläutert, wie sich Autofluoreszenz auf verschiedene Arten optischer Filter auswirkt:
1. Absorptionsfilter (Farbglas)
Diese Filter sind sehr anfällig für Autofluoreszenz. Absorptive Filter absorbieren bestimmte Lichtwellenlängen.()Wenn sie energiereiches UV-Licht absorbieren, regt die Energie die dem Glas beigemischten Dotierstoffe und Ionen wie Schwermetalle oder Seltene Erden an. Wenn diese Ionen in ihren Grundzustand zurückkehren, geben sie diese Energie als breitbandiges Fluoreszenzlicht ab.
2. Interferenzfilter (Dünnschicht)
Interferenzfilter eignen sich im Allgemeinen deutlich besser für UV-Anwendungen, sind jedoch nicht völlig frei von Autofluoreszenz. Die dielektrischen Beschichtungen selbst fluoreszieren nur selten, andere Bestandteile des Filters können jedoch fluoreszieren:
- Das Substrat: Standardmäßige optische Gläser (wie N-BK7) enthalten Verunreinigungen, die bei UV-Anregung fluoreszieren.
- Optische Kitte: Ältere oder kostengünstigere Interferenzfilter werden häufig hergestellt, indem mehrere beschichtete Glasstücke miteinander laminiert werden. Die in diesen Baugruppen verwendeten Epoxidharze und optischen Kitte sind dafür bekannt, bei Bestrahlung mit UV-Licht stark zu fluoreszieren.
So minimieren Sie die Autofluoreszenz von Filtern
Wenn Sie ein System entwickeln, das auf UV-Anregung basiert, müssen Sie Ihre optischen Komponenten sehr sorgfältig auswählen, um ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis aufrechtzuerhalten.
- Quarzglas spezifizieren: Quarzglas in UV-Qualität ist ein außergewöhnlich reines, amorphes Siliziumdioxid. Es enthält nicht die in optischem Standardglas vorkommenden Verunreinigungen und weist praktisch keine Autofluoreszenz auf. Damit ist es das ideale Substrat für UV-Filter.
- Hartbeschichtete Filter aus einem einzigen Substrat verwenden: Wählen Sie anstelle laminierter Filter hartbeschichtete Filter, bei denen die Dünnschicht-Interferenzbeschichtungen direkt auf ein einzelnes Stück Quarzglas aufgebracht werden. Dadurch werden fluoreszierende optische Klebstoffe überflüssig.
- Filter strategisch platzieren: Stellen Sie in einem optischen Strahlengang sicher, dass nur der Anregungsfilter, der das UV-Licht durchlässt, direkt der hochintensiven UV-Quelle ausgesetzt ist. Der Emissionsfilter sollte nur dem Signallicht ausgesetzt sein, um die Wahrscheinlichkeit einer Eigenfluoreszenz zu minimieren.
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