컬렉션: 535nm 대역 통과 필터

535nm 필터 적용 및 선택 가이드

I. 형광현미경을 이용한 GFP 검출

애플리케이션 컨텍스트

생명과학 연구에서 녹색 형광 단백질(GFP)과 그 유도체(예: Alexa Fluor 488, FITC)의 형광 이미징은 여기광과 방출광의 정밀한 분리를 요구합니다. GFP는 488nm에서 여기 피크를, 509nm 부근에서 방출 피크를 갖습니다. 실제 검출에서 높은 신호 대 잡음비(SNR)의 신호 추출을 위해서는 필터 조합이 필수적입니다.

필터 구성 체계

1. 여기 필터: 중심파장 488nm, 대역폭 40nm(예: 480/40nm), 여기광을 선택적으로 투과시킵니다.
2. 다이크로익 미러: 488nm 이하의 파장은 반사하고 500nm 이상의 파장은 투과시켜(예: T495lpxr) 여기 및 방출 광 경로의 광학적 분리를 가능하게 합니다.
3. 배출 필터: 535nm 이상의 형광 신호는 통과시키고 488nm에서는 OD6 수준의 차단(투과율 < 0.001%)을 달성하는 535nm 장파장 통과 필터(예: ET535/50m)로 잔류 여기광을 완전히 제거합니다.

선정 기준

• 대역폭 매칭: 여기 필터 대역폭은 GFP 여기 스펙트럼(460~500nm)을 포함해야 합니다. 장파장 방출 필터는 단파장 간섭을 피하기 위해 535nm 이상의 형광 신호 전송을 우선시합니다.
• 차단 깊이: OD6 수준 차단은 여기 광 강도를 백만분의 1 미만으로 줄여 SNR을 크게 향상시킵니다. 이는 약한 형광 신호를 감지하는 데 중요합니다.
• 입사각 제어: 이색성 거울은 마그네트론 스퍼터링 코팅 기술과 45° 입사각 설계를 사용하여 넓은 스펙트럼 범위에 걸쳐 안정적인 반사/투과 특성을 유지하고 광 경로 편차로 인한 신호 손실을 최소화합니다.

해결된 문제

• 배경 소음 억제: 여기 필터와 방출 필터 간의 엄격한 대역폭 일치를 통해 비형광 배경광(예: 세포 자가형광)을 효과적으로 배제하여 GFP 신호 대비를 3~5배 향상시킵니다.
• 광 경로 안정성: 이색성 거울의 높은 반사율(488nm에서 99% 이상)과 낮은 산란 특성은 샘플에 대한 효율적인 여기광 결합을 보장하고, 검출 경로를 방해하는 산란광을 방지합니다.

II. 레이저 유도 파괴 분광법(LIBS)을 통한 원소 분석

애플리케이션 컨텍스트

산업 재료 시험 및 환경 모니터링에서 LIBS 기술은 레이저 생성 플라즈마로 시료를 여기시켜 특성 스펙트럼을 생성하는데, 이때 탈륨, 크롬 등 대상 원소의 방출선을 정밀하게 추출해야 합니다. 예를 들어, 탈륨은 535.05nm에서 강한 방출 피크를 나타내므로 단색광 검출을 위해서는 협대역 필터가 필요합니다.

필터 구성 체계

1. 대역 통과 필터: 중심 파장 535nm, 대역폭 10nm(FWHM), 최대 투과율 >85%, 200~1200nm에 걸쳐 OD4 수준 차단 달성(투과율 < 0.01%).
2. 반사 방지 코팅: 이온 지원 증착 기술은 K9 유리 기판에 다층 유전체 필름을 코팅하는 데 사용되어 표면 반사율을 <0.2%로 낮추고 광학 에너지 손실을 최소화합니다.

선정 기준

• 협대역 고투과율: 10nm 대역폭은 탈륨의 535.05nm 스펙트럼 선을 정확하게 분리하여 인접 파장(예: 철의 534.8nm 선)의 간섭을 피하고 감지 특이성을 향상시킵니다.
• 높은 차단 깊이: OD4 수준 차단은 레이저 플라즈마의 연속적인 배경 복사(예: 350~500nm 흑체 복사)를 효과적으로 억제하여 SNR을 10:1 이상으로 높입니다.
• 내구성 디자인: 단단한 코팅 공정(예: TiO₂/SiO₂ 복합 필름)은 고출력 레이저 조사(>500mW/cm²)를 견뎌내며, 장기간 사용 시 스펙트럼 성능 저하가 5% 미만입니다.

해결된 문제

• 다중 요소 간섭 제거: 협대역 필터링을 통해 복잡한 샘플(예: 토양, 합금)에서 탈륨의 단일 원소를 검출할 수 있으며 검출 한계는 0.1ppm 정도로 낮아 기존 분광기보다 10배 더 민감합니다.
• 실시간 현장 감지: 필터를 광검출기와 통합하면 밀리초 수준의 응답이 가능해져 산업용 파이프라인이나 현장 환경에서의 빠른 분석 요구 사항을 충족합니다.

III. 키 선택 매개변수 비교

두 가지 애플리케이션 시나리오에 대한 핵심 매개변수를 비교한 내용은 다음과 같습니다.

• 중심 파장
• 형광 현미경: 535nm(장파장 통과)
• LIBS 원소 분석: 535nm(대역통과)
• 대역폭
• 형광 현미경: 50nm(FWHM)
• LIBS 원소 분석: 10nm(FWHM)
• 차단 깊이
• 형광 현미경: 488nm에서 OD6(투과율 < 0.001%)
• LIBS 원소 분석: 200~1200nm에 걸친 OD4(투과율 < 0.01%)
• 입사각
• 형광 현미경: 0° (방출 필터용)
• LIBS 원소 분석: 0° (수직 입사)
• 기판
• 두 가지 응용 분야: 광학 유리(K9)
• 코팅 기술
• 형광 현미경: 마그네트론 스퍼터링 다층 유전체 필름
• LIBS 원소 분석: 이온 지원 증착 경질 필름

메모: 매개변수는 특정 광학 설계(예: 입사각, 광 강도 분포)에 따라 사용자 지정되어야 하며, 특히 레이저 응용 분야에서 코팅의 레이저 손상 임계값(LIDT)에 특히 주의해야 합니다.