荧光团中不同光源的比较
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光学滤光片必须经过精确设计,以匹配荧光显微镜中所用光源的特定光谱输出。滤光片的要求会因照明光源的不同而发生显著变化。
| 光源 | 输出频谱特性 | 滤波器设计启示 | 优势 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 水银弧光灯(HBO) | 非连续光谱集中在窄谱线(宽度约10纳米)上。在紫外和可见光范围内具有高亮度(亮度/辐射度)。 | 激发滤光片必须能够透射一种或多种特定的汞谱线。虽然可以使用宽带滤光片,但可能会增加自发荧光噪声。 | 最常见的历史资料来源;高亮度/明度。 | 非连续输出。额定寿命短(约200小时)。 |
| 氙弧灯(XBO) | 在可见光范围内光谱相对连续。在近红外(NIR)波段输出功率更高。 | 激发滤光片需要对近红外波段(>800 nm)具有优异的阻挡性能。滤光片必须能够承受更高的热负荷。 | 由于其光谱连续,因此是定量分析的首选方法。 | 亮度不如同等功率的汞灯。较大的电弧尺寸限制了光线的聚焦范围。额定寿命较短(约400小时)。 |
| 金属卤化物弧光灯 | 光谱大致与汞弧灯相似,但各发射谱线之间的相对强度更高。红外波段输出功率高。 | 需要处理高红外输出。 | 使用寿命长(长达2000小时)。由于内置椭圆反射器,对准简便稳定。 | 由于弧光尺寸较大(~1.2 毫米),平均亮度与氙弧灯相似。 |
| 发光二极管(LED) | 发射光的光谱带宽相对较窄(半峰全宽 10 至 40 nm)。可用光谱波段数量有限。不同批次间的峰值波长存在差异(高达 20 nm)。 | 简化的激励滤波器设计;窄光谱带无需扩展的阻挡范围。 | 使用寿命长(超过10000小时)。输出功率可快速控制(毫秒级)。在其窄频带范围内,亮度几乎与弧光灯相当。 | 可用光谱波段有限(缺乏强绿色光源)。批次差异大,输出对温度/电流敏感(最大偏移量达 5 nm)。 |
| 激光器(固态/DPSS) | 在狭窄(单色)光谱范围内具有极高的亮度。通常具有偏振特性。 | 激发滤光片必须阻挡整个输出光谱(例如,DPSS激光器1064 nm的近红外输出)。滤光片应主要通过反射来衰减光,以降低热负荷。分束器的设计必须考虑偏振条件。 | 由于亮度高,在共聚焦显微镜中应用广泛。 | 对所有滤光片组件(TWD、楔形片)的光学质量要求更高。激发滤光片必须具有高反射率。 |