광학 필터는 형광 현미경에 사용되는 광원의 고유한 방출 스펙트럼에 정확히 맞도록 설계해야 합니다. 필터 요구 사항은 조명 광원에 따라 크게 달라집니다.
| 광원 | 출력 스펙트럼 특성 | 필터 설계에 미치는 영향 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|---|
| 수은 아크 램프(HBO) | 좁은 스펙트럼선(선폭 ~10 nm)에 집중된 불연속 스펙트럼. UV 및 가시광선 영역에서 높은 밝기(휘도/복사휘도). | 여기 필터는 하나 이상의 특정 수은선을 투과해야 합니다. 광대역 필터를 사용할 수도 있지만 자가형광 노이즈가 증가할 위험이 있습니다. | 역사적으로 가장 널리 사용된 광원. 높은 밝기/휘도. | 불연속 출력. 짧은 정격 수명(~200시간). |
| 제논 아크 램프(XBO) | 가시광 영역에서 비교적 연속적인 스펙트럼을 제공합니다. 근적외선(NIR)에서는 출력이 훨씬 높습니다. | 여기 필터는 NIR(>800 nm)에서 뛰어난 차단 성능이 필요합니다. 필터는 더 높은 열 부하를 견뎌야 합니다. | 연속 스펙트럼을 제공하므로 정량 분석에 적합합니다. | 동일한 와트 수의 수은 램프만큼 밝지 않습니다. 아크 크기가 커서 집광할 수 있는 빛이 제한됩니다. 정격 수명이 짧습니다(~400시간). |
| 메탈 할라이드 아크 램프 | 스펙트럼은 일반적으로 수은 아크 램프와 유사하지만, 방출선 사이의 상대 강도가 더 높습니다. IR 영역에서 출력이 높습니다. | 높은 IR 출력을 적절히 처리해야 합니다. | 사용 수명이 깁니다(최대 2000시간). 일체형 타원 반사경을 사용하여 정렬이 쉽고 안정적입니다. | 아크 크기가 더 크기 때문에(~1.2 mm) 평균 휘도는 제논 아크 램프와 비슷합니다. |
| 발광 다이오드(LED) | 비교적 좁은 분광 대역폭(10 to 40 nm FWHM)으로 빛을 방출합니다. 사용할 수 있는 분광 대역의 수가 제한적입니다. 배치 간 피크 파장 편차가 있습니다(최대 20 nm). | 여기 필터 설계가 단순하며, 좁은 분광 대역으로 인해 넓은 차단 범위가 필요하지 않습니다. | 수명이 깁니다(10,000+시간). 출력을 매우 빠르게 제어할 수 있습니다(밀리초 수준). 좁은 대역 내에서는 아크 램프에 거의 상응하는 밝기를 제공합니다. | 사용할 수 있는 분광 대역이 제한적이며 강한 녹색 광원이 없습니다. 배치 간 편차가 있고 출력이 온도와 전류에 민감합니다(최대 5 nm 편이). |
| 레이저(고체/DPSS) | 좁은 단색 스펙트럼 대역에서 휘도가 매우 높습니다. 편광된 경우가 많습니다. | 여기 필터는 전체 출력 스펙트럼을 차단해야 합니다(예: DPSS 레이저의 1064 nm NIR 출력). 열 부하를 줄이기 위해 필터는 주로 반사를 통해 빛을 감쇠해야 합니다. 빔스플리터는 편광 조건을 고려하여 설계해야 합니다. | 높은 휘도로 인해 공초점 현미경에 널리 사용됩니다. | 모든 필터 구성 요소에 더욱 엄격한 광학 품질(TWD, 웨지)이 요구됩니다. 여기 필터는 반사율이 매우 높아야 합니다. |