370 nm

Diese Wellenlänge liegt im nahen Ultraviolett-Spektralbereich und verfügt über eine spezifische Photonenenergie, um die Fluoreszenz in Leuchtstoffen anzuregen und gleichzeitig das Durchdringen bestimmter transparenter Medien zu ermöglichen.

  • Anwendung 1 : In der Fluoreszenzmikroskopie überträgt es selektiv 370 nm-Anregungslicht, um fluoreszierende Marker in Proben zu aktivieren, wodurch Streulichtstörungen effektiv minimiert und eine klarere Abbildung erzielt wird.
  • Anwendung 2 : Der in Umweltüberwachungsgeräte integrierte Filter arbeitet mit Sensoren zusammen, um 370 nm-Ultraviolett-Absorptionssignale präzise zu erfassen und so die quantitative Analyse von Zielgasen wie Ozonvorläufern zu ermöglichen.
  • Anwendung 3 : Als Kernkomponente in biologischen Nachweiskits eliminiert es Hintergrundlichtrauschen, um eine effiziente Anregung fluoreszierender Sonden durch 370-nm-Licht zu gewährleisten und so die Empfindlichkeit von Nukleinsäure- oder Proteintests deutlich zu verbessern.

Leitfaden zur 370-nm-Filterauswahl: Konfigurationsanalyse für typische Anwendungen

I. Fluoreszenzdetektionssysteme (z. B. Schwefeldioxid/Bisulfit-ratiometrische Fluoreszenzsondendetektion)

In der Fluoreszenzdetektion wird üblicherweise 370 nm als Anregungswellenlänge zur Aktivierung spezifischer Fluoreszenzmarker verwendet. Ein Beispiel hierfür ist die von der Universität Jinan entwickelte Schwefeldioxid-Detektionssonde mit einer Anregungswellenlänge von 370 nm und Detektionswellenlängen von 425 nm und 635 nm. Für eine präzise Trennung der Fluoreszenzsignale sind folgende Filterkonfigurationen erforderlich:

1. Anregungsfilter

  • Zentrale Wellenlänge: 370 nm
  • Bandbreite: 10–36 nm (z. B. FF01-370/10-25 oder FF01-370/36-25)
  • Cutoff-Eigenschaften: OD6 (Optische Dichte ≥6), blockiert effektiv Streulicht in den Bändern 250–340 nm und 394–800 nm
  • Substratmaterial: Quarzglas, das eine hohe Transmission (>85 %) im tiefen Ultraviolettbereich gewährleistet
Auswahlbegründung

Das Schmalbandpass-Design filtert 370-nm-Anregungslicht präzise, ​​um Störungen durch andere Wellenlängen zu vermeiden. Die tiefe Grenzfrequenz (OD6) unterdrückt Hintergrundrauschen und verbessert so das Signal-Rausch-Verhältnis deutlich. Beispielsweise kann eine zu große Bandbreite (> 50 nm) zu sichtbaren Lichtverunreinigungen führen und so die Detektionsempfindlichkeit verringern.

2. Dichroitischer Spiegel

  • Reflexionsband: 370 nm (± 5 nm)
  • Übertragungsband: 400–800 nm
  • Einfallswinkeldesign: Optimiert für einen Einfallswinkel von 45°, um reflektiertes Anregungslicht und transmittiertes Emissionslicht effizient zu trennen
Auswahlbegründung

Die Beschichtungstechnologie ermöglicht eine hohe Reflexion (> 90 %) für die Anregungswellenlänge und eine hohe Transmission (> 85 %) für längere Wellenlängen. Dadurch wird das Anregungslicht zur Probe geleitet und gleichzeitig verhindert, dass es in den Detektor eindringt und die Fluoreszenzsignale stört.

3. Emissionsfilter

  • Dualband-Konfiguration:

- 425 nm Bandpass (50 nm Bandbreite, zB FF01-425/50-25)

- 635 nm Bandpass (50 nm Bandbreite, zB FF01-635/50-25)

  • Cutoff-Eigenschaften: OD6 zum Blockieren von Anregungslicht und Nichtziel-Emissionslicht
Auswahlbegründung

Die Dual-Bandpassfilter zielen auf die beiden Emissionsspitzen der Sonde (425 nm und 635 nm) ab und erfassen gleichzeitig ratiometrische Signale. Dadurch werden die Auswirkungen von Lichtquellenschwankungen und Schwankungen der Probenkonzentration eliminiert, um die Erkennungsgenauigkeit zu verbessern.

II. Halbleiter-Lithographieprozesse (z. B. UV-Belichtung von Mikro-LEDs)

In der Halbleiter-Mikrofabrikation wird 370 nm UV-Licht zur selektiven Belichtung von Fotolack verwendet. Am Beispiel des Galliumnitrid-Mikro-LED-Lithografiesystems muss die Filterkonfiguration folgende Anforderungen erfüllen:

1. Schmalbandpassfilter

  • Zentrale Wellenlänge: 370 nm
  • Bandbreite: ≤2nm (zB FF01-370/2-25)
  • Transmission: >90 % (Quarzsubstrat mit Hartbeschichtungstechnologie)
  • Schadensschwelle: >5J/cm², beständig gegen Hochleistungs-UV-Laser (3,0mW/cm² Dauerbestrahlung)
Auswahlbegründung:

Die ultraschmale Bandbreite gewährleistet eine konsistente Wellenlänge bei der Belichtung des Fotolacks und verhindert Musterdeformationen durch Wellenlängendrift. Materialien mit hoher Zerstörschwelle (z. B. CaF₂) halten längerer, energiereicher UV-Bestrahlung stand und verlängern so die Filterlebensdauer.

2. Langpassfilter

  • Grenzwellenlänge: 380 nm
  • Übertragungsband: 380–800 nm
  • Abschneidetiefe: OD4 (blockiert 370 nm Anregungslicht)
Auswahlbegründung:

Wird bei der Postlithografie-Inspektion verwendet, um das restliche 370-nm-Anregungslicht herauszufiltern, sodass nur die Fluoreszenzsignale des Fotolacks (z. B. 400–500 nm) durchgelassen werden und die Bildschärfe gewährleistet wird.

III. Kernauswahllogik und Problemlösung

1. Interferenzunterdrückung bei der Fluoreszenzdetektion

  • Hintergrundgeräuschkontrolle: Die tiefe Grenzfrequenz (OD6) des Anregungsfilters unterdrückt Streulicht auf unter 0,001 % und behebt so das Problem, dass Fluoreszenzsignale durch Umgebungslicht oder Eigenemission des Geräts überlagert werden.
  • Vorteil der ratiometrischen DetektionDoppelte Emissionsfilter nutzen Signalverhältnisse, um Lichtquellenschwankungen zu eliminieren. Beispielsweise reduziert das Signalverhältnis von 425 nm zu 635 nm bei der Schwefeldioxiderkennung den Messfehler auf ±2 %.

2. Präzisionssicherung in Lithografieprozessen

  • Wellenlängenstabilität: Der Schmalbandpassfilter (Bandbreite ≤ 2 nm) kontrolliert Schwankungen der Belichtungswellenlänge innerhalb von ± 1 nm, gewährleistet konsistente Fotolackreaktionen und vermeidet Musterabweichungen im Nanometerbereich.
  • Materialbeständigkeit: Quarzglassubstrate mit UV-Beständigkeit (Lebensdauer > 10.000 Stunden) verringern das Risiko eines Rückgangs der Prozessausbeute aufgrund einer Verschlechterung der Filterleistung.

3. Anwendungsübergreifende Anpassungsfähigkeit

  • Balance zwischen Fluoreszenzdetektion und Lithografie: Durch die Bandbreitenauswahl für 370-nm-Anregungsfilter wird ein Gleichgewicht zwischen Lichtintensität und Monochromatizität hergestellt. Größere Bandbreiten (z. B. 36 nm) sind für die Fluoreszenzerkennung akzeptabel, um die Anregungseffizienz zu verbessern, während für die Lithografie ultraschmale Bandbreiten (2 nm) erforderlich sind, um die Auflösung sicherzustellen.

Durch diese Konfigurationen ermöglichen 370-nm-Filter hochempfindliche Analysen in der Fluoreszenzdetektion und gewährleisten Musterpräzision im Nanometerbereich in der Lithografie. Optimierungen in Material- und Beschichtungstechnologien erfüllen zudem die Anforderungen an Stabilität und Haltbarkeit in verschiedenen Anwendungen.

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