예, 많은 광학 필터는 자외선(UV)에 노출될 때 자가형광을 나타냅니다.
고에너지 UV 광이 특정 광학 소재에 입사하면 해당 소재가 광자를 흡수한 후 에너지가 더 낮고 파장이 더 긴 빛으로 재방출합니다. 이렇게 재방출된 빛을 자가형광이라고 합니다. 특히 형광 현미경이나 라만 분광법과 같은 고감도 응용 분야용 광학 시스템을 구성할 때, 내부에서 생성되는 이 빛은 측정하려는 실제 신호를 압도하는 배경 잡음을 유발할 수 있습니다.
자가 형광이 다양한 유형의 광학 필터에 미치는 영향은 다음과 같습니다.
1. 흡수형 필터(색유리)
이 필터는 자가형광에 매우 취약합니다. 흡수형 필터는 특정 파장의 빛을 흡수하는 방식으로 작동합니다.()고에너지 UV 광을 흡수하면 그 에너지가 유리에 혼합된 도펀트와 이온(중금속 또는 희토류 등)을 여기시킵니다. 이러한 이온이 바닥상태로 돌아갈 때 에너지가 광대역 형광으로 방출됩니다.
2. 간섭 필터(박막)
간섭 필터는 일반적으로 UV 응용 분야에 훨씬 적합하지만 자가형광의 영향을 완전히 피할 수는 없습니다. 유전체 코팅 자체에서는 형광이 거의 발생하지 않지만 필터의 다른 구성 요소에서는 발생할 수 있습니다:
- 기판: 표준 광학 유리(예: N-BK7)에는 UV 여기 시 형광을 발생시키는 불순물이 포함되어 있습니다.
- 광학 접착제: 구형 또는 저가형 간섭 필터는 여러 장의 코팅 유리를 접합하여 제작하는 경우가 많습니다. 이러한 조립체에 사용되는 에폭시와 광학 접착제는 UV 광이 조사되면 강한 형광을 방출하는 것으로 알려져 있습니다.
필터 자가형광을 최소화하는 방법
UV 여기를 사용하는 시스템을 설계할 경우 높은 신호 대 잡음비를 유지하려면 광학 부품을 매우 신중하게 선택해야 합니다.
- 용융 실리카 지정: UV 등급 용융 실리카는 순도가 매우 높은 비정질 이산화규소입니다. 일반 광학 유리에 존재하는 불순물이 없고 자가형광이 거의 발생하지 않아 UV 필터에 이상적인 기판입니다.
- 단일 기판 하드 코팅 필터 사용: 적층 필터 대신 박막 간섭 코팅이 한 장의 용융 실리카에 직접 증착된 하드 코팅 필터를 선택하십시오. 이를 통해 형광성 광학 접착제를 사용할 필요가 없습니다.
- 필터의 전략적 배치: 광경로에서는 UV 광을 투과시키는 여기 필터만 고강도 UV 광원에 직접 노출되도록 하십시오. 방출 필터는 신호광에만 노출되도록 하여 자체 형광이 발생할 가능성을 최소화해야 합니다.
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