ショートパスダイクロイックミラー

|Team Syronoptics

ショートパスダイクロイックミラー(ショート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、特定のカットオフ点より短い波長の光を透過し、それより長い波長の光を反射するように設計された特殊な光学部品です。

不要な光を熱に変換して遮断する吸収型フィルターとは異なり、ダイクロイックミラーは薄膜干渉を利用して光を分離するため、効率が高く、高出力用途に適しています。通常、45°の入射角(AOI)で動作するように設計されています。

作用機序

ショートパスダイクロイックは、光干渉に基づいて機能します。ガラス基板には、屈折率が交互に異なる誘電体材料の多層膜がコーティングされています。
  • 透過(通過帯域): カットオフ波長より短い波長では、各層が反射方向に相殺干渉を生じさせるため、光は基板を透過します。
  • 反射(阻止帯域): カットオフ波長より長い波長では、各層によって強め合う干渉が生じ、光が表面で反射します(通常、入射ビームに対して90°)。

主な仕様

ショートパスダイクロイックミラーを選定または仕様指定する際は、次の用語が重要です。
  • カットオフ波長(λカットオフ): コンポーネントが透過から反射に移行する特定の波長(透過率が50%となる点として定義)。
  • 透過帯域: 透過率が高いスペクトル範囲(通常はTavg > 85%または90%)。これは「短」波長領域です。
  • 反射帯域: 反射率が高いスペクトル範囲(通常 Ravg > 95% または 98%)です。これは「長波長」領域です。
  • エッジ急峻度(遷移幅):通過帯域から阻止帯域へ遷移するために必要なスペクトル距離(単位:nm)です。高性能ダイクロイックフィルターは、正確な色分離を実現する急峻なエッジ(例:<5nm)を備えています。
  • 入射角(AOI): ミラーが使用されるように設計された角度です。ほとんどのダイクロイックミラーは45°に最適化されています。異なる角度で使用すると、カットオフ波長がシフトします。

一般的な用途

1. 蛍光顕微鏡法

ショートパスダイクロイックミラーは、励起光と発光を分離するために不可欠です。

構成: ショートパスダイクロイックは、長波長の励起光を試料へ反射し、試料から放出された短波長の蛍光を検出器へ透過します。(注:これはロングパス構成ほど一般的ではありませんが、特定の蛍光色素に使用されます)。

2. レーザービームの合波

2本の異なるレーザービームを1つの光路に結合するために使用します。

例:緑色レーザー(532 nm)と赤色レーザー(640 nm)の合波。

  • ミラー: 600nm ショートパス。
  • 作用: 短波長の緑色ビームは透過し、長波長の赤色ビームは前面で反射します。その結果、2本のビームが同一軸上を伝搬します。

3. ホットミラー(熱制御)

「ホットミラー」は、熱から高感度の光学部品を保護するために使用される特殊な短波長通過ダイクロイックフィルターです。

  • 作用: 可視光(短波長)を透過し、赤外線(長波長/熱)を反射します。