레이저 형광 현미경을위한 필터 필름

고휘도, 안정성, 장수명, 좁은 스펙트럼 대역폭으로 인해 레이저는 형광 이미징 어플리케이션에서 기존의 광대역 광원을 점차 대체하고 있습니다. 이미징 응용 프로그램에서 레이저의 이러한 특성은 시각화의 감도를 높이고 광속을 증가시킬 수 있습니다. 레이저는 좁은 빔 발산 각도, 높은 시간과 공간 일관성, 선명한 편광 특성과 같은 고유한 특성도 가지고 있어 많은 새로운 형광 이미징 기술을 자극합니다. 그러나 광대역 광원에 비해 레이저가 형광원으로 나타날 때 레이저 기반 이미징 시스템 및 해당 구성 요소, 특히 광학 필터막에 대한 새로운 요구 사항과 제한이 제기됩니다.

레이저 소스에 최적화된 광학 필터

지난 40 년 동안 많은 전력, 고효율, 비용이 낮은 레이저가 개발되었습니다. 사람들은 보통 게인 매체와 여기 방식에 따라 레이저를 분류한다. 지금까지 형광 이미징에 가장 많이 사용된 레이저는 여전히 가스 레이저 (예: 아르곤 이온 및 크립톤 이온 레이저) 로, 가장 많이 사용되는 레이저 스펙트럼선은 488, 568, 647 nm 입니다. 하지만 최근 몇 년 동안 고체 레이저의 효율이 높아 (발열이 적고 실험실 설치가 단순함) 비용이 낮아 고체 레이저가 기체 레이저를 대체하고 있다. 일반적인 레이저 유형에는 반도체 다이오드 레이저 (특히 405 및 635nm), 광 펌프 반도체 레이저 (널리 사용되는 488nm 포함) 및 멀티플라이어 다이오드 펌프 솔리드 스테이트 (DPSS) 레이저 (561nm 노란색 레이저 및 최신 515nm 및 594nm 레이저 포함) 가 포함됩니다.

레이저 형광 현미경에 광학 필터 적용

분광기가 강한 자극광에 직접 노출되기 때문에 필터의 미약한 자발적 형광조차도 빛을 방출하는 신호를 방해할 수 있다. 따라서 용융 석영 등 초저 형광 기판을 사용해야 한다. 발광과 송신 신호 간의 강도 차이로 인해 방출 필터 자체의 형광에 대한 요구 사항은 색상 분판기만큼 엄격하지 않습니다. 그러나 현미경에서는 방출 필터의 강도가 일반적인 형광 광각 현미경 필터의 강도보다 훨씬 높습니다. 시스템의 레이저 빔이 샘플 캐리어 유리에서 완전히 반사되고 방사 경로를 따라 방향이 바뀌기 때문입니다. 따라서 광대역 시스템의 자발적 형광에 비해 이 레이저 시스템에서 필터를 방출하는 자발적 형광을 신중하게 고려해야 합니다.

일부 응용 프로그램에서는 분광기가 이미지 품질에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 특히 색상 분판기의 편평도 (곡률) 가 적절하지 않은 경우 더욱 그렇습니다. 행렬 곡률이 파면 오차를 통과하는 영향이 분명하지 않더라도 반사 파면 오차는 이미징 품질에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 낮은 평탄도를 가진 분광기가 발생 경로에 배치되면 현미경의 샘플 조명이 약해질 수 있습니다. 마찬가지로 하드 코팅의 고유 굽힘 응력으로 인해 색상 분판에서 반사되는 이미징 빔의 이미지 편차가 발생할 수 있습니다. 따라서 일부 응용 프로그램에서는 평탄도가 높은 색상 분판기를 사용해야 합니다. 대부분의 레이저 현미경의 경우, 빔 스플리터는 비춰진 레이저 빔의 초점이 크게 움직이지 않도록 충분히 평평해야 하며, 초점 이동은 일반적으로 레일리 범위로 정의됩니다. 간단히 말해서, 색상 분판에 의해 반사되는 이미징 빔의 자격 기준은 색상 분판에서 반사한 후 회절 플레어의 크기가 크게 변경되어서는 안 된다는 것입니다.

레이저 기반 현미경 영상 시스템의 구조는 복잡하고 비싸다. 광학 필터막의 역할은 최고 성능을 얻는 과정에서 매우 중요하다. 성능과 일치하는 광학 필터를 올바르게 선택하는 것이 더 중요합니다. 레이저 기반 이미징 시스템의 미래는 무엇입니까? 세포나 세포 구조 간의 상호 작용 메커니즘을 더 잘 관찰하기 위해 복잡한 이미징 방안이 많이 나타났다. 고효율 필터 필름은 이러한 첨단 응용에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있다.