ロングパスダイクロイックミラー（ロングパスダイクロイックビームスプリッターとも呼ばれます）は、波長に基づいて光を分離する特殊な光学フィルターです。主な機能は、短波長の光を反射しながら、長波長の光を透過させることです。
これらの部品は、蛍光顕微鏡、マルチレーザーシステム、分光分析に不可欠であり、異なる色の光を振り分ける主要な「交通整理役」として機能します。
動作原理
「ダイクロイック」という用語は2つの異なる色帯域との相互作用を意味し、「ロングパス」は透過特性、つまり「長い」波長を透過させることを表します。
- 配置： 通常、ミラーは入射光源に対して45°の入射角（AOI）になるように配置されます。
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メカニズム：
- 反射（短波長）： カットオフ点より短い波長の光がミラー表面に入射し、90°反射されます。
- 透過（長波長）： カットオフ点より長い波長の光は、ガラス基板をそのまま透過します。
主要な用語
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- 説明：「500 nmロングパス」は、500 nm未満の光を反射し、500 nmを超える光を透過します。
- 反射帯域（阻止帯域）：コンポーネントが入射光を反射するスペクトル領域です。ロングパスダイクロイックフィルターでは、カットオンより低い短波長域が該当します。信号強度を維持するため、この領域では高い反射率（>98%）が求められます。
- 透過帯域（パスバンド）：光学部品が入射光を透過するスペクトル領域。ロングパスダイクロイックでは、カットオンより上の長波長域を指します。
- 遷移幅（スロープ）：反射帯域と透過帯域の間で変化する際の急峻さです。「急峻な」スロープ（例：<5 nm）は、非常に近接した波長を分離するうえで重要です。
分光特性
透過率グラフ（透過率 % 対波長）では、ロングパスダイクロイックミラーは上昇する「ステップ」関数のような形状を示します。
- 「立ち上がり」: グラフはUV/青色波長域で透過率 ≈ 0%（反射領域）から始まり、緑色/赤色/IR波長域で透過率 >90% まで急激に上昇します。
応用例：蛍光顕微鏡（DMLP505）
業界標準の一例は、505 nmロングパスダイクロイック（DMLP505）で、緑色蛍光タンパク質（GFP）の観察に広く使用されています。
- カットオン波長： 505 nm
- 反射帯域： 380 nm - 495 nm（青色/UV）
- 透過帯域: 515 nm - 700+ nm（緑/赤）
実際の仕組み:
- 励起：青色光源（470 nm）からの光がミラーに入射します。470 nm < 505 nmであるため、ミラーは青色光を試料へ向けて下方に反射し、GFPを励起します。
- 発光：試料が光り、緑色光（525 nm）を放出します。この光はミラーへ戻ります。525 nm > 505 nmであるため、ミラーは緑色光をカメラへまっすぐ透過させます。
