컬렉션: 405nm 대역 통과 필터(InGaN)

주요 응용 분야를 위한 405nm 필터 선택 가이드

이 가이드는 다음에 초점을 맞춥니다.형광 현미경 이미징그리고반도체 웨이퍼 결함 검출—405nm 파장의 두 가지 대표적인 응용 분야—를 통해 응용 분야 요구 사항에서 필터 구성 요구 사항을 추론하고 핵심 선택 논리를 설명합니다.

Ⅰ. 형광 현미경 이미징: 정밀 여기 및 신호 정제

애플리케이션 시나리오 및 요구 사항

생의학 연구에서는 405nm 레이저가 세포핵이나 특정 단백질을 표지하기 위해 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)와 같은 형광 염료를 여기시키는 데 일반적으로 사용됩니다. 이러한 시나리오에서는고순도 여기광그리고간섭 없는 방출 신호 감지약한 형광 신호에 대한 신호 대 잡음비(SNR)를 보장합니다.

필터 구성 체계

1. 여기 필터

• 명세서: 중심 파장 405nm, FWHM ≤10nm, 통과 대역 투과율 ≥85%, 저지 대역 광학 밀도(OD) ≥4(200–395nm 및 415–1200nm).
• 기능: 좁은 대역의 빛(405nm±5nm)만 통과시켜 다른 파장(예: 파란색 주변광)에 의한 형광체의 비특이적 여기를 억제하고 배경 잡음 간섭을 피합니다.

2. 다이크로익 미러

• 명세서: 차단파장 405nm, 반사율 ≥95% (≤405nm), 투과율 ≥90% (≥410nm).
• 기능: 405nm의 여기광을 샘플에 반사시키는 동시에 더 긴 파장의 형광 신호를 검출부로 전송하여 여기 및 방출 광학 경로의 공간적 분리를 달성합니다.

3. 배출 필터

• 명세서: 중심파장 450nm, FWHM 50nm, 통과대역 투과율 ≥80%, 저지대역 OD ≥4(200–420nm).
• 기능: DAPI의 특징적인 방출광(450~500nm)만 투과시키고, 잔류 여기광과 비대상 형광 신호를 차단하여 영상 대비를 향상시킵니다.

선택 값

• 정밀 여기: 협대역 여기 필터와 이색성 거울을 결합해 405nm의 빛만 샘플과 상호 작용하도록 하여 다른 파장에 의한 형광 염료의 비특이적 활성화를 방지합니다.
• 높은 SNR 감지: 방출 필터의 깊은 차단 특성(OD≥4)은 여기 광 누출을 ≤0.01%로 줄여 약한 형광 신호(예: 단일 세포 라벨링)를 명확하게 시각화할 수 있습니다.

Ⅱ. 반도체 웨이퍼 결함 검출: 레이저 산란 신호 강화

애플리케이션 시나리오 및 요구 사항

반도체 제조에서 405nm 레이저는 웨이퍼 표면을 스캔하여 산란광을 분석하여 나노 단위 결함(예: 입자 오염, 균열)을 감지합니다. 이 시나리오에는 다음이 필요합니다.고대비 산란광 추출그리고주변광 간섭 억제.

필터 구성 체계

1. 레이저 콜리메이션 필터

• 명세서: 중심 파장 405nm, FWHM ≤10nm, 통과 대역 투과율 ≥90%, 저지 대역 OD ≥5(380–400nm 및 410–1200nm).
• 기능: 레이저 소스의 2차 필터링을 통해 흩어지는 빛(예: 레이저 다이오드의 자연 방출)을 제거하고 입사광의 단색성과 에너지 집중을 보장합니다.

2. 산란광 수신 필터

• 명세서: 장파장 차단파장 405nm, 통과대역 투과율 ≥85% (≥410nm), 저지대역 OD ≥4 (200–400nm).
• 기능: 반사되는 405nm 레이저 광선을 차단하여 결함 산란으로 인한 장파장 성분(예: 레이리 산란광 ≥410nm)만 검출기에 들어오도록 하여 결함 신호의 상대적 강도를 향상시킵니다.

선택 값

• 고감도 감지: 협대역 콜리메이션 필터는 레이저 에너지를 405nm로 집중시켜 결함 산란광 강도를 향상시킵니다. 장파장 통과 필터는 반사광을 제거하여 SNR을 3배 이상 향상시킵니다.
• 주변광 면역: 깊은 차단 특성(OD≥4)은 작업장 조명에서 가시광선(400~700nm)을 효과적으로 억제하여 복잡한 환경에서도 안정적인 시스템 작동을 보장합니다.

Ⅲ. 핵심 선택 논리 비교

주요 응용 분야 차원

1. 핵심 과제

• 형광 현미경: 약한 형광 신호 대 강한 여기광 간섭
• 반도체 검출: 약한 결함 산란광 대 강한 주변광

2. 기능적 역할 필터링

• 형광 현미경: 여기광 정제 + 방출광 분리
• 반도체 검출: 레이저 단색성 향상 + 산란광 증폭

3. 중요한 매개변수 차이

• 형광 현미경: 이색성 거울 빔 분할 효율(반사/투과 균형)
• 반도체 검출: 장파장 통과 필터 차단 경사도(전이 대역 폭 ≤5nm)

4. 일반적인 실패 위험

• 형광 현미경: 방출 필터의 저지대역 누출로 인한 배경 잡음
• 반도체 검출: 콜리메이션 필터의 과도한 대역폭으로 인해 레이저 에너지 분산 발생

4. 선택 검증 및 최적화 팁

1. 형광 현미경 이미징

• 검증 방법: 분광기를 사용하여 여기/방출 필터의 투과 곡선을 테스트하고 통과 대역이 DAPI의 여기/방출 스펙트럼(360nm/460nm)과 정확히 일치하는지 확인합니다.
• 최적화: 다중 색상 형광 검출(예: DAPI + GFP)의 경우 다중 대역 이색성 거울(예: 405nm/488nm 이중 반사)을 사용하지만 인접 대역 크로스토크를 모니터링합니다.

2. 반도체 웨이퍼 검출

• 검증 방법: 웨이퍼 표면에 표준 폴리스티렌 미세구형체(예: 50nm)를 분사하고 검출된 신호 강도를 이론적 산란 모델과 비교하여 필터 성능을 검증합니다.
• 최적화: EUV 리소그래피 웨이퍼의 경우, 장기간 고에너지 레이저 조사를 견딜 수 있도록 레이저 손상 임계값 ≥20J/cm²의 필터를 선택하세요.

이러한 구성을 통해 405nm 필터는 현미경에서 세포 내 분해능의 형광 표지 관찰과 반도체 검사에서 신뢰할 수 있는 5nm 수준의 결함 식별을 가능하게 하여 연구 및 산업 생산을 위한 정밀한 광학 솔루션을 제공합니다.