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用于光学显微镜的新型波长选择器技术
激发荧光成像技术是研究生物学过程的一种基本观察方法，可以研究基因、蛋白质、药物与细胞之间的相互作用。该成像技术用于观察生物样本中感兴趣目标物质及其空间分布，通常需要对目标物质的一个或多个特定波长进行成像，以实现对比度高、特异性强、灵敏度高的观察，实现对生物体系的研究和检测。生物荧光分析在生命科学研究领域具有广泛的应用，例如荧光显微镜成像、生物荧光成像、流式细胞仪分析、酶标记物检测等。这些技术可以更深入地了解生物体系的结构、功能和动态过程。
生物荧光技术通常使用具有特异标记性能的荧光标志物与被测生物组织融合，使之聚集在特定部位后在特定波长激发光的照射下，荧光染料会发射出特定的荧光，该荧光可被成像设备捕捉，最终将信号的强弱显示于屏幕上，对生物分子进行可视化分析。不同类型的荧光探针的激发波长是不同的，而一次生物荧光实验往往会使用多种荧光探针染料，一次性对生物分子的组织进行探测和分析。因此，使用不同波段的波长，激发荧光探针，能得到最大辐射强度的光波，有利于提高分析检测的准确度。
不同滤波技术的限制
滤波器
在显微镜的检测部分，滤光片和二向色分束器是在相机或目镜之前进行波长滤波的常用手段。这些滤波器可以与宽带光源一起使用，用于波长选择性照明，而不是LED或激光器。滤波器通常基于薄膜电介质，有时结合彩色玻璃用于额外的波长阻挡。对于单个荧光团，通常在相机之前使用带通或截止滤波器。对于两个或多个荧光团，可以使用二向色电介质分束器根据波长将光分成两个相机，或者荧光团可以使用单个相机前面的滤光轮交替成像。
单色仪
单色仪基于衍射光栅或色散棱镜对光源输出进行选择。为了过滤光源，输出狭缝或光纤仅用于选择目标波长窗口，通过旋转光栅（或棱镜）角度来连续地调谐该频带的中心。通过调节输入和输出狭缝的宽度，也可以平滑地改变透射光的带宽。
然而，在图像检测过程中并不常用单色器。原因是相机阵列的只有一个轴可以用于成像，另一个轴用于波长色散。因此，图像必须单行或单像素进行构建。
声光可调谐滤波器(AOTF)
AOTF是基于将射频（RF）输入施加到诸如二氧化碲（TeO2）之类的奇异晶体的固态组件，由此产生的声学振动起到移动衍射光栅的作用。AOTF的主要优点是切换时间快，可以同时控制多个输出。然而，它是一个复杂的射频供电系统，成本相对较高。AOTF也具有较差的带外消光。
荧光光源的选择
在荧光技术的测量过程中，激发光源可以为氙灯、LED灯或激光光源。氙灯的波长范围较宽，能覆盖多个荧光染料的激发波长，但较多比例非目标波段杂散光的存在对最终荧光发射和成像效果有一定负面影响。LED灯通常为单色灯，光谱相对窄，可能无法完全匹配某些荧光染料的激发波长。激光单色性好，但需要复杂的光学系统来控制和聚焦激光束，且对生物样品的损伤风险较高。
——友思特 FWS 新型滤波技术——
友思特FWS将其中两个宽带带通滤波器组合在一个紧凑、不透光的外壳中。这种设计使得每个滤波器的入射角能够独立旋转。友思特FWS提供了具有滤波器的大净孔径的单色仪的波长灵活性和精度，高带外消光以及几乎不受温度或湿度变化影响的性能。此外，它简单、经济、坚固，可以作为显微镜的小型设备进行封装。
友思特FWS产品的带宽可以从大约1.5纳米调整到20纳米（标称），并且，中心波长可以从大多数可见波长（350 nm–900 nm）中选择。由于它们需要准直光，显微镜中的无限空间（即，在相机之前）是基于该技术的紧凑型设备的理想位置。此外，准直输入/输出允许简单的光纤耦合，简化集成。这些特性使其成为相机和显微镜光源中光谱滤波的理想选择。
——友思特可调谐多波长光源荧光检测成像系统解决方案——
友思特提供的可调谐多波长光源荧光检测成像系统，结合了先进的多通道波长可调光源技术、友思特新型滤波技术和高性能的相机成像设备，能够满足不同波段下，同荧光基团的荧光成像需求。该系统具有以下特点：
1.系统配备了4个及以上波段的可调节光源，可以灵活地激发不同荧光染料的荧光信号，满足多通道成像需求。
2.系统搭载了高性能的可见光相机，具有优秀的分辨率和灵敏度，能够准确捕捉荧光信号并进行高质量成像。
3.用户可以在同一实验中对多种荧光染料进行激发、发射、拍摄和分析，实现多通道荧光成像，从而获得更全面的信息
4. 可选二向色镜，过滤并选择性通过反射光，可以增强或抑制特定的光信号，使目标物体在图像中更加清晰可见。
5. 可选友思特全自动可调谐波长选择器，全自动调节输入的激发光和输出的反射光，具有非常尖锐的激发和发射窗口，适用于宽场下的多波段荧光成像。
系统组成和功能介绍
友思特可调谐光源荧光检测成像系统主要由四通道光源、IDS可见光相机、友思特波长选择器、镜头和环形光导组成。四通道可调光源提供紫外、蓝、绿和红四个波段的自由调节，输出的光辐射经由环形光导出射并照射在被测物体表面，物体中的荧光染料被入射光源激发，同时发出特定荧光，该荧光经由镜头最终进入到相机中，相机分析处理并输出对应图片。从图片中可以观察到被测物体的状态，实现对样品的荧光检测。
从包含有多种频谱成分的激发光源来的光经过激发滤光片过滤，激发滤光片将光源的不需要频率部分过滤出去，剩余的允许进入成像
如果入射激发光和反射荧光的波段较为接近，可以在系统中配置二向色镜，其作用主要是用来选择性地透过激发光和荧光信号。
在入射方向，二向色镜可以让特定波长的激发光透过，而阻挡其他波长的光线，确保样本中的荧光标记物受到适当波长的激发。在出射方向，二向色镜可以让特定波长的荧光信号通过，而阻挡其他波长的光线，从而减少杂散光的干扰，提高荧光信号的纯度和清晰度。
如果使用波段更多的荧光染料，需要选择更多、范围更广的单色波长，可以配置由友思特白光光源和波长选择器组成的全自动可调光源系统。该系统提供紫外、可见光、近红外波段范围内的任意波长调节，透过率75%，带外阻隔OD6，波长调节分辨率可达1nm，可以满足市面上大部分荧光染料的激发。
友思特方案检测结果
对于多重标记的多色荧光成像非常有用。在用不同的荧光团标记细胞的不同部分后，可以使用虹科波长选择器进行同时成像。下图显示了分别标记有DAPI（细胞核）、CMFDA绿（胞浆）和线粒体深红色FM（线粒体）的固定HeLa细胞的荧光图像。无需三种滤波器组或单色仪耗时扫描，可使用友思特FWS多边形同时进行三色成像。
套装产品规格介绍
友思特四通道光源
友思特四通道光源光源具备365nm，460nm, 530nm和625nm四种不同波长的光输出，总输出功率可达5w，每种波长可单独控制输出及强度控制。该光源亮度高、光斑均匀、响应速度快、寿命长，可广泛应用于荧光显微成像、半导体检测、机器视觉检测等领域。该光源配备标准显微镜接口、光纤接口和光导接口，可根据实际检测需要选配不同型号光纤及配件。
友思特CMOS 工业相机
带有SuperSpeed USB 5 Gbps的U3-3560XCP Rev.1.2工业相机配备了安森美半导体AR0234(1920 x 1200, pixel size 3 µm, 102 fps)多功能1/2.6" CMOS传感器。传感器的卓越快门效率使物体在不同的照明条件下都能获得令人印象深刻的清晰和锐利图像。该相机可用于工业和非工业领域的广泛应用，包括实验室中的分析任务、自主导航车辆的视觉支持、自动化检测、快速检测等等要求苛刻的相机应用。
友思特波长选择器
友思特全自动波长选择器基于自主TwimFilm专利制成，能够快速、准确地切换和选择不同波长。该设备能实现带宽从3-15nm范围内调节，波长从UV到NIR（255-1650nm）范围内调节，并且具备智能化的控制系统，用户可通过软件或二次开发进行更加便捷和高效的操作，非常适用于宽场照多波段照明、显微荧光分析、工业高光谱光源等领域。
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友思特波长选择器的优异性能，使其具有广泛的应用范围和巨大的市场前景，可代替单色仪、AOTF 等用于荧光显微镜、高光谱成像、生命科学仪器、机器视觉、实验室研究、光源检测、高光谱成像等多个领域。
