コレクション: 266nm バンドパス フィルター (Nd:YAG 第 4 高調波)

特定用途向け266nmフィルタ選択ガイド

I. レーザーマイクロマシニングアプリケーション向けフィルタ構成

半導体ウェーハのダイシングやガラスの微細穴あけ加工などの精密製造プロセスにおいて、266nm紫外線（UV）レーザーは、高い光子エネルギーと超微細集光能力により、熱的に非破壊的な「コールド」材料加工を可能にします。これらの用途におけるフィルターの主な要件は、迷光を正確に遮断レーザー システム内で、ターゲット波長のみが材料表面と相互作用することを保証します。

1. 主なフィルター仕様

• 狭帯域バンドパスフィルタ266nmを中心波長とし、半値全幅（FWHM）帯域幅を1.9～2.3nmの範囲で厳密に制御することで、隣接波長の干渉を排除します。例えば、FWHM < 2.3nm、透過率 > 60%のフィルターは、242.8～263.3nmおよび268.7～302.2nmの範囲でOD5光学濃度（99.999%以上の遮断率）を達成し、基本波（1064nm）および第2高調波（532nm）のレーザー光を効果的に遮断します。
• 基板材料:溶融シリカまたはフッ化カルシウム (CaF₂) は、深紫外線スペクトル (185～2100nm) における優れた透過率と、レーザー誘起損傷に対する高い耐性を備えているため好まれます。
• 高反射コーティング設計HfO₂/SiO₂多層薄膜を使用した裏面コーティングは、迷光が光路に再び入るのを防ぐために、532nm および 1064nm で 99.5% を超える反射率を達成する必要があります。

2. 選択の根拠と問題解決

• ナローバンド設計の必要性レーザーシステムにおける不完全な周波数変換により、1064nmの基本波と532nmの第二高調波が残留することがよくあります。これらの波長をフィルタリングしないと、過度の発熱、エッジの炭化、あるいは望ましくない化学反応を引き起こします。532nmで99.5%を超える反射率を持つフィルターは、この波長を元の強度の0.001%未満に減衰させ、ミクロンレベルの加工精度を保証します。
• 高カットオフ深度（OD5）の重要性光学濃度5により、帯域外光透過率は0.001%以下となり、微量の迷光干渉さえも排除します。シリコンウェーハのダイシングでは、1064nmの残留光がシリコンに非線形吸収を引き起こし、マイクロクラックにつながる可能性があります。OD5ブロッキングにより、このリスクは完全に軽減されます。

II. 蛍光イメージングシステムのフィルター構成

DNAシーケンシングやタンパク質標識などの生物学的検出アプリケーションでは、特定の蛍光体（例えば、UV励起色素）を励起するために266nmレーザーが使用されます。ここでのフィルターは背景ノイズを抑えながら励起光と発光光を分離する検出における信号対雑音比 (SNR) を向上させるためです。

1. 主なフィルター仕様

• 励起フィルター:5～10nmの帯域幅と90%を超える透過率を備えた266nmを中心としたバンドパスフィルターと、240～256nmおよび276～300nmの範囲でのOD5ブロッキングを組み合わせることで、ターゲット波長のみがサンプルを活性化することを保証します。
• 排出フィルター:蛍光色素の発光スペクトルに基づいて選択されます。例えば、350nmを中心とし、50nmの帯域幅（350nmの発光ピークに一致）を持つフィルターは、励起光の漏れを防ぐために、266nmでOD6（透過率0.0001%以下）の遮断を達成する必要があります。
• ダイクロイックビームスプリッター45°入射の場合、266nm励起光の96%以上を反射し、蛍光信号（例：300～400nm）の90%以上を透過する必要があります。一般的なダイクロイック設計では、245～266nmで94%以上の反射率、277～1200nmで90%以上の透過率を実現し、効率的な波長分離を可能にします。

2. 選択の根拠と問題解決

• 発光フィルターにおける深励起遮断の必要性蛍光シグナルは励起光よりも数桁弱い場合が多い。266nmのブロッキングが不十分（例： 二色性ビームスプリッターの重要な役割
  従来のビームスプリッターは波長の重なりに問題を抱えていましたが、ダイクロイックコーティングは干渉原理を利用して、ナノメートルスケールの帯域幅内で鋭い反射/透過遷移を実現します。これによりクロストークが最小限に抑えられます。例えば、266nmの光を96%反射し、300nmの蛍光を90%透過するダイクロイックコーティングは、高感度検出に不可欠な光路純度を維持します。
  III. アプリケーション間の普遍的な選択原則
  1. 材料の適合性
  フューズドシリカは、266nmのほとんどの用途に適しています。180nm未満の透過率を向上させる場合（例：真空UVセットアップ）には、CaF₂が優れた性能を発揮しますが、機械的強度が低いため、取り扱いには注意が必要です。
  2. 環境耐久性 イオンアシスト蒸着（IAD）コーティング技術は、熱サイクルに耐えうる高密度で耐湿性のフィルムを製造する上で不可欠です。MIL-STD-810F規格（-40℃～85℃の動作温度）に準拠した試験済みのフィルターは、過酷な産業環境や研究環境における信頼性を確保します。
  3. ダイナミックパフォーマンスマッチング
  パルス レーザー アプリケーション (マイクロマシニングなど) の場合、高エネルギー パルスによるコーティングの剥離や基板の損傷を防ぎ、長期的な動作安定性を確保するために、レーザー損傷しきい値が 1J/cm² を超えるフィルターを選択します。
• 二色性ビームスプリッターの重要な役割従来のビームスプリッターは波長の重なりに問題を抱えていましたが、ダイクロイックコーティングは干渉原理を利用して、ナノメートルスケールの帯域幅内で鋭い反射/透過遷移を実現します。これによりクロストークが最小限に抑えられます。例えば、266nmの光を96%反射し、300nmの蛍光を90%透過するダイクロイックコーティングは、高感度検出に不可欠な光路純度を維持します。

III. アプリケーション間の普遍的な選択原則

1. 材料の適合性

• フューズドシリカは、266nmのほとんどの用途に適しています。180nm未満の透過率を向上させる場合（例：真空UVセットアップ）には、CaF₂が優れた性能を発揮しますが、機械的強度が低いため、取り扱いには注意が必要です。

2. 環境耐久性

• イオンアシスト蒸着（IAD）コーティング技術は、熱サイクルに耐えうる高密度で耐湿性のフィルムを製造する上で不可欠です。MIL-STD-810F規格（-40℃～85℃の動作温度）に準拠した試験済みのフィルターは、過酷な産業環境や研究環境における信頼性を確保します。

3. ダイナミックパフォーマンスマッチング

• パルス レーザー アプリケーション (マイクロマシニングなど) の場合、高エネルギー パルスによるコーティングの剥離や基板の損傷を防ぎ、長期的な動作安定性を確保するために、レーザー損傷しきい値が 1J/cm² を超えるフィルターを選択します。