특정 응용 분야를 위한 280nm 광학 필터 선택 가이드
I. UVC 살균 시스템을 위한 필터 구성
응용 프로그램 시나리오: 공기/물 소독 장비, 의료기기 살균필터 요구 사항:
1. 대역통과 필터(중심파장 280nm, FWHM 10-12nm)
- 핵심 매개변수:
- 전송 범위: 270-290nm(280nm±10nm의 효과적인 살균 대역을 포함)
- 차단 깊이: OD4+(차단율 >99.99%, 200-1100nm 전체 스펙트럼에서 높은 차단 달성)
- 기판 및 코팅: 이온빔 스퍼터링 경질 코팅이 있는 용융 실리카 기판(UV 저항성 >10,000시간)
- 선택 근거:
- 좁은 대역폭은 254nm 수은 램프의 흩어진 빛 간섭을 제거합니다(인간의 안전 장치의 잘못된 작동을 방지합니다)
- 깊은 차단 기능으로 가시광선 누출을 방지하여 작업자의 눈을 보호합니다(UVC 대역은 인체 피부/각막에 심각한 손상을 입힙니다)
- 하드 코팅 기술은 장기간 UV 조사로 인한 필름 열화를 방지합니다(일반 수지 필터는 UVC에 의해 노랗게 변하고 파손됨)
2. 보조 단거리 통과 필터(차단 파장 300nm)
- 구성: 대역 통과 필터와 연계됨
- 기능: 300nm 이상의 근자외선/가시광선을 추가로 차단하여 시스템 광 누출을 <0.01%로 제한합니다.
- 기술적 이점: 가파른 정도 >50nm/OD(높은 스펙트럼 순도를 위한 좁은 전이 대역)
해결된 주요 문제:
- 효율성과 안전성의 균형: 정밀한 280nm 투과율은 살균 효율(DNA 피리미딘 다이머 파괴에 최적)을 보장하는 동시에 이중 차단 설계는 흩어진 빛 위험을 방지합니다.
- 장비 수명 연장: 하드코팅 구조로 UV로 인한 감쇠를 연간 5% 미만으로 줄여 유지 관리 비용을 최소화합니다.
II. 시간 분해 형광 검출을 위한 필터 조합
응용 프로그램 시나리오: 바이오마커 검출(예: 혈청 단백질 정량화), 신속한 식품 안전 검사필터 구성:
1. 여기측: 280nm 대역 통과 필터
- 중요 매개변수:
- FWHM: 8-10nm(대상 형광체의 여기 스펙트럼 반치폭과 일치)
- 투과율: >65% (충분한 여기 강도를 보장하기 위해 270-290nm 범위)
- 스트레이 라이트 억제: OD6@254nm(잔류 수은 램프 스펙트럼 라인 제거)
- 디자인 고려 사항:
- 호환 가능한 좁은 대역 통과 및 깊은 차단을 위한 다층 코팅 시스템(20개 이상의 교대 고/저 굴절률 층)
- 용융 실리카 기판(280nm에서 투과율 >90%, 일반 유리보다 우수)
2. 방출측: 320nm 롱패스 필터 + 노치 필터 조합
- 1단계: 320nm 장통과 필터(차단 깊이 OD4@300nm)
- 기능: 잔류 여기광을 차단하면서 형광 방출 신호(320~350nm 대상 범위)를 분리합니다.
- 2단계: 280nm 노치 필터(억제 깊이 OD6)
- 역할: 잔류 여기광을 제거하여 신호 대 잡음비(S/N >100:1)를 향상시킵니다.
선택 논리:
- 스펙트럼 매칭: 여기 필터 대역폭은 형광체의 여기 피크(예: 280nm의 트립토판 흡수 피크)를 포함합니다. 방출 필터 차단 파장은 형광 방출 시작(320nm) 아래에 있습니다.
- 시간 분해 성능: 노치 필터는 여기광 누출을 <0.001%로 제한하여 배경 형광 감쇠(10-20ns) 후 장수명 형광 신호(란타넘족 형광 수명 10-100μs)를 감지할 수 있게 합니다.
기술적 가치:
- 초미량 검출(검출 한계 pg/mL까지)이 가능하며 기존 형광법보다 100배 더 높은 감도를 제공합니다.
- 복잡한 매트릭스(예: 전혈 샘플)에서 번거로운 전처리 없이 직접 감지할 수 있는 향상된 간섭 방지 기능
III. 키 선택 매개변수 비교
UVC 살균 응용 분야용
- 필터 유형: 대역 통과 + 단거리 통과 조합
- 중심 파장: 280nm
- 반치폭: 10-12nm
- 절단 깊이: OD4-6
- 재료/공정: 용융 실리카 기판 + 이온빔 스퍼터링 경질 코팅
형광 검출 응용 분야
- 필터 유형: 대역통과 + 롱패스 + 노치 조합
- 중심파장 : 280nm(여기측)/320nm(방출측)
- FWHM: 8-10nm(여기측)
- 차단 깊이: OD6(노치 필터)
- 재료/공정 : 용융 실리카 기판 + 이온 보조 증착 공정
중요한 고려 사항:
- 일반 유리 기판(280nm에서 투과율 <30%)을 피하십시오.
- 고전력 UVC 응용 분야(예: 산업 살균)의 경우 열전도도가 1W/m·K 이상인 기판(예: 사파이어)을 선택하십시오.
- 형광 검출 시스템에 대한 각도 반응 테스트를 수행합니다(입사각 편차 >5°는 스펙트럼 이동을 유발할 수 있음)
이러한 구성은 총 장비 예산의 15~20% 이내에서 필터 비용을 제어하는 동시에 시스템 성능을 보장합니다(코팅층과 재료 선택에 따라 다름).
