Die Cut-On-Wellenlänge ist eine wesentliche optische Spezifikation zur Charakterisierung von Langpassfiltern. Sie bezeichnet die spezifische Wellenlänge, bei der die Transmission des Filters auf 50% seiner Spitzentransmission ansteigt, während er vom Sperrzustand (Sperrbereich) in den Transmissionszustand (Durchlassbereich) übergeht.
In der Terminologie optischer Beschichtungen bezeichnet die Cut-On-Wellenlänge (λcut-on) die spektrale Position der Filterkante.
- 50%-Punkt: Die branchenübliche Definition für Cut-On ist die Wellenlänge, bei der die absolute Transmission 50% erreicht.
- Übergang: Er kennzeichnet den Mittelpunkt der „Flanke“, an dem der Filter von der Abschwächung des Lichts (Sperren) zur Lichtdurchlässigkeit (Transmission) übergeht.
Cut-On und Cut-Off im Vergleich
Sie wird häufig mit der „Cut-Off“-Wellenlänge verwechselt, doch anhand der Flanke lässt sich der Unterschied leicht erkennen:
- Kantenwellenlänge: Wird für Langpassfilter verwendet. Die Transmission nimmt mit zunehmender Wellenlänge zu (Niedrig -> Hoch).
- Grenzwellenlänge: Wird für Kurzpassfilter verwendet. Die Transmission nimmt mit steigender Wellenlänge ab (Hoch -> Niedrig).
Hinweis: Bandpassfilter weisen üblicherweise sowohl eine Cut-On-Wellenlänge auf der kurzwelligen Seite als auch eine Cut-Off-Wellenlänge auf der langwelligen Seite auf.
Beispiel: Der 550 nm-Langpassfilter (LP550)
Ein gängiges Praxisbeispiel ist der LP550 Langpassfilter. Bei dieser Optik ist die Cut-On-Wellenlänge mit 550 nm spezifiziert.
Spektrales Verhalten
- Der Cut-on-Punkt (550 nm): Bei genau 550 nm transmittiert der Filter 50% des einfallenden Lichts.
- Der Sperrbereich (< 550 nm): Wellenlängen unterhalb der Cut-on-Wellenlänge (z. B. blaues oder grünes Licht bei 450–530 nm) werden blockiert, wobei die Transmission rasch auf nahezu 0% abfällt (hohe optische Dichte).
- Der Durchlassbereich (> 550 nm): Wellenlängen oberhalb der Einsatzwellenlänge (z. B. oranges, rotes oder NIR-Licht bei 570–700 nm) werden mit einer Transmission von bis zu 90–95% oder mehr übertragen.
Anwendung in der Fluoreszenzmikroskopie
In einem Fluoreszenzsystem mit einem Farbstoff wie TRITC dient ein LP550 Filter aufgrund seiner spezifischen Cut-On-Lage als wirksamer Emissionsfilter:
- Anregungsblockierung: Sie blockiert das intensive grüne Anregungslicht (ca. 530 nm), das unterhalb der 550 nm Einschaltwellenlänge liegt.
- Signaltransmission: Die orangefarbene/rote Fluoreszenzemission (ca. 575 nm) wird transmittiert, da sie oberhalb der Cut-On-Wellenlänge von 550 nm liegt.
