Dichroitischer Kurzpassspiegel

20. September 2026|Team Syronoptics

Ein dichroitischer Kurzpassspiegel (auch als dichroitischer Kurzpass-Strahlteiler bezeichnet) ist eine spezielle optische Komponente, die Licht mit Wellenlängen unterhalb einer bestimmten Grenzwellenlänge transmittiert und Licht mit längeren Wellenlängen reflektiert.

Im Gegensatz zu Absorptionsfiltern, die unerwünschtes Licht durch Umwandlung in Wärme blockieren, nutzen dichroitische Spiegel Dünnschichtinterferenz zur Trennung des Lichts. Dadurch sind sie hocheffizient und für Hochleistungsanwendungen geeignet. Sie sind normalerweise für den Betrieb bei einem Einfallswinkel (AOI) von 45° ausgelegt.

Wirkmechanismus

Kurzwellenpass-Dichroika funktionieren auf der Grundlage von optischer Interferenz. Das Glassubstrat ist mit mehreren Schichten dielektrischer Materialien mit abwechselnden Brechungsindizes beschichtet.

Transmission (Durchlassbereich): Bei Wellenlängen, die kürzer als die Grenzwellenlänge sind, erzeugen die Schichten destruktive Interferenz in Reflexionsrichtung, sodass das Licht das Substrat durchdringen kann.
Reflexion (Sperrbereich): Bei Wellenlängen, die länger als die Grenzwellenlänge sind, erzeugen die Schichten konstruktive Interferenz, wodurch das Licht von der Oberfläche reflektiert wird (üblicherweise bei 90° relativ zum einfallenden Strahl).

Wichtige Spezifikationen

Bei der Auswahl oder Spezifikation eines dichroitischen Kurzpassspiegels sind die folgenden Begriffe entscheidend:

Grenzwellenlänge (λ_Grenze): Die spezifische Wellenlänge, bei der die Komponente von Transmission zu Reflexion übergeht (definiert als der Transmissionspunkt bei 50%).
Transmissionsband: Der Spektralbereich mit hoher Transmission (typischerweise T_avg > 85% oder 90%). Dies ist der Bereich der „kurzen“ Wellenlängen.
Reflexionsband: Der Spektralbereich, in dem die Reflexion hoch ist (typischerweise R_avg > 95% oder 98%). Dies ist der „langwellige“ Bereich.
Kantensteilheit (Übergangsbreite): Der spektrale Abstand (in nm), der für den Übergang vom Durchlassbereich in den Sperrbereich erforderlich ist. Hochleistungsfähige dichroitische Filter weisen steile Kanten (z. B. <5nm) für eine präzise Farbtrennung auf.
Einfallswinkel (AOI): Der Winkel, für dessen Verwendung der Spiegel ausgelegt ist. Die meisten dichroitischen Spiegel sind für 45° optimiert. Bei Verwendung unter anderen Winkeln verschiebt sich die Grenzwellenlänge.

Typische Anwendungen

1. Fluoreszenzmikroskopie

Dichroitische Kurzpassfilter sind für die Trennung von Anregungslicht und Emissionslicht unerlässlich.

Aufbau: Ein dichroitischer Kurzpassfilter reflektiert langwelliges Anregungslicht zur Probe und lässt die von der Probe emittierte kurzwellige Fluoreszenz zum Detektor passieren. (Hinweis: Dieser Aufbau ist weniger verbreitet als Langpassanordnungen, wird jedoch für bestimmte Fluorophore eingesetzt.)

2. Kombination von Laserstrahlen

Wird verwendet, um zwei verschiedene Laserstrahlen in einem einzigen Strahlengang zusammenzuführen.

Beispiel: Kombination eines grünen Lasers (532 nm) mit einem roten Laser (640 nm).

Spiegel: 600nm Kurzpass.
Wirkung: Der grüne Strahl (kürzere Wellenlänge) wird transmittiert, während der rote Strahl (längere Wellenlänge) an der Vorderseite reflektiert wird. Dadurch verlaufen die beiden Strahlen entlang derselben Achse.