利用激光光源的应用和仪器仪表领域正在迅速发展。例如,共聚焦和多光子显微镜、拉曼光谱和流式细胞术都使用激光源。
在每一种方法中,为了获得最佳的信噪比,必须去除所有不需要的等离子体、背景和激光散射。
激光线和短通边缘滤波器可以用来“清理”激光源的信号。长通边缘和激光抑制滤波器可以用于拒绝探测器的不需要的噪声。
涉及激光滤波器的解决方案组合可以提供比全息陷波滤波器更好的性能,而且成本大大降低。
每个激光滤光片都设计了一个高阈值,激光损伤最高可达每厘米1瓦2.
激光线过滤器
虽然输出通常被认为是单色的并且由激光源的突出线和单个输出波长概述,但是通过包含较低水平的等离子体,过渡和“发光”,可以引入背景误差。
激光源的波长也可以根据功率、温度甚至制造限制而改变。纯激发能量的传输需要一个激光“清理”过滤器来控制不需要的能量。
针对激光的共振特性,激光线滤波器是一种窄带通滤波器,可以减少背景等离子体和二次辐射,而二次辐射往往会导致不正确的信号。
当使用二极管激光器和led时,这些过滤器可以用来增加光输出的单色度。以气体激光器为例,这些过滤器可以消除深蓝色波长区域的等离子体。
激光线滤光器提供了0.85到1.15的CWL的光谱控制和60到90%的吞吐量(除了UV)。为了控制更宽的光谱范围,从深紫外光到红外,可以提供辅助阻挡剂。这个额外的阻滞剂产生的吞吐量损失可以忽略不计(小于20%)。
激光边缘过滤器
不需要的散射和需要的信号都将在探测器上被发现,信号的数量级小于散射。
散射是由系统光学和应用的微小不规则和特性产生的,例如来自样品和支架的不受控光。
激光抑制滤波器和边缘滤波器可以用来减少或阻止散射能量到达探测器,以增加信号噪声。
Longpass边缘过滤器在系统检测器区域的准直光路上使用时是激光抑制的优异解决方案。
它们减弱了波长较短的波长到大约0.7 l边或深紫外到大约小于500nm。它们还表现出高拉曼信号吞吐量,激光线的深度阻塞(外径大于5)和陡峭的斜坡(小于5- 10年斜坡因子的3%)。
据估计,85%的斯托克斯、反斯托克斯荧光或拉曼信号将通过边缘滤波器传输,从而勾勒出瑞利和拉曼传输之间非常高的对比度。它们的边缘是激光波长的1.03倍。
为了获得最佳性能,需要进行角度调整。边缘滤波器的性能比低通量单色仪和全息陷波滤波器的性能更强,而且价格显著降低。
角度调谐边缘滤波器
角度调整可用于所有边缘滤波器,以实现最大的信噪比。当调谐滤波器角度时,透射曲线会发生蓝移。
角度调整允许靠近激光线的拉曼信号通过滤波器,导致激光线阻塞。该滤波器可以设置为大约15度从正常入射。
在15度入射角下,长通边缘滤波器的闭合波长将在正常入射角下蓝移约为闭合值的1%。
一个法线方向的过滤器,在600纳米切割时,当定位到15度,在594纳米切割。由于蓝移的结果,激光线阻塞将减少大约两个光密度。
角度调整的另一个影响是反射能量在光轴上的改变方向。对于长通边缘滤波器,应该选择包含目标截止点红色边缘的滤波器,并且应该修改滤波器角度,直到达到预期的性能。
在小的拉曼位移下实现更大的传输的另一种选择是连续使用两个滤波器,每个滤波器设置在OD值为2到3的水平上阻挡激光线。
同时使用时,激光线(外径为4 ~ 6)处会发生添加剂堵塞,5年斜率系数从3%有效降低至1.5%。
激光拒绝过滤器
信号和散射都可以在探测器上找到,信号数量级小于散射数量级。
为了增强信噪比,激光抑制滤波器和边缘滤波器都可以用来减少或防止散射能量到达探测器。
激光拒绝过滤器在15到40纳米的带宽内,可以阻挡99.9%的光。除了高和低谐波产生相对高反射的光谱区域外,在顶部频段之外,标准传输率为75%。
专门设计的抑制带滤波器可以反射多个光谱带,并以非正常入射角执行。缺口或拒绝,过滤器提供了同时测量反斯托克斯和斯托克斯信号的能力,并具有各种激光线的可调性。
边缘滤波器同样可以用于激光抑制,为较小的Stokes位移应用提供更深的激光线阻塞和更陡的边缘。
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