簡(jiǎn)述衰減器十大應(yīng)用場(chǎng)景

每個(gè)人都喜歡擁有控制權(quán)，盡管這需要經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來(lái)知道如何使用它。每天，我們都在努力控制我們的個(gè)人生活、職業(yè)生活和無(wú)數(shù)其他方面。

在實(shí)驗(yàn)室工作也不例外。更具體地說(shuō)，光學(xué)和光譜學(xué)的研究對(duì)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)控制提出了特殊的要求。在這篇文章中，我們來(lái)看看光學(xué)衰減器的多種用途，幫助您實(shí)現(xiàn)可能意想不到的結(jié)果。

從衰減器到采樣過(guò)程

幾十年來(lái)，海洋光學(xué)的配件幫助我們的客戶取得了驚人的結(jié)果，并推動(dòng)了光譜學(xué)的發(fā)展。我們?cè)诠庾V設(shè)置過(guò)程中提供各種附件用于光的控制，過(guò)濾和衰減。其中很強(qiáng)大但卻不受重視的配件之一就是FVA-UV光纖可變衰減器，它的搭配可能性比我們直觀所了解的要多得多。下面我們了解一下FVA-UV如何在不同的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中提供意想不到的作用。

1. 當(dāng)投射到檢測(cè)器的光太強(qiáng)時(shí)

讓我們從最有效的應(yīng)用改善開始：衰減光。它的工作原理是這樣的：光纖耦合進(jìn)入FVA-UV的兩側(cè)，F(xiàn)VA-UV內(nèi)置有準(zhǔn)直透鏡，可以將光線平行地投射到金屬圓盤上，圓盤上有一個(gè)狹縫。這個(gè)狹縫的寬度隨著手動(dòng)調(diào)整的徑向位置的變化而變化（參見圖1中FVA-UV頂部的旋轉(zhuǎn)輪）。通過(guò)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)輪可以將光從關(guān)閉到衰減直至全開。

一般來(lái)說(shuō)，您的實(shí)驗(yàn)室只有一個(gè)光譜儀配置，沒有其他選擇。如果其余的光學(xué)元件或樣品在最短的積分時(shí)間下仍然導(dǎo)致檢測(cè)器飽和，那么就沒有辦法很好地進(jìn)行測(cè)量。因此，衰減器在這里為您節(jié)省了解決問題的時(shí)間，您可以鎖定衰減器調(diào)節(jié)的點(diǎn)位，并確保在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)使檢測(cè)器飽和（圖2）。

使用衰減器不能像光譜儀內(nèi)部入射狹縫那樣提高信號(hào)的分辨率。例如，一臺(tái)帶200μm狹縫的熒光配置的光譜儀在高亮度系統(tǒng)中無(wú)論衰減與否，將得到一樣的光譜分辨率。這也許與下面的原因有關(guān)：衰減器并不影響與樣品相互作用的光的分辨率，因?yàn)榕c樣品相互作用的光子的數(shù)量是相同的，但在到達(dá)檢測(cè)器之前只是按比例縮小。接下來(lái)將進(jìn)一步討論這一點(diǎn)的重要性。

2. 當(dāng)作用于樣品的光太強(qiáng)時(shí)

在前面的配置中，我們將FVA-UV置于光譜儀和樣品之間(圖2)，而不是光源和樣品之間（圖3），這對(duì)于確保足夠的光子與樣品相互作用而言非常重要。與任何樣品相互作用的光都會(huì)有一部分光子受損，因此若在樣品前面限制光的照射，我們就會(huì)得到更少期望得到的光子到達(dá)檢測(cè)器，并產(chǎn)生更多的噪聲。

然而，有些樣品具有很高的光敏性，簡(jiǎn)單的光照射就能破壞樣品本身。無(wú)論是紫外線固化的化合物還是古代文物，有些樣品就是不能暴露在太多的光線下。在這種情況下，衰減器有助于保護(hù)樣本，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)衰減器來(lái)確保所需的光子量到達(dá)檢測(cè)器。

3. 當(dāng)光源沒有快門時(shí)

市場(chǎng)上一些型號(hào)的光源，無(wú)論是海洋光學(xué)還是其他供應(yīng)商的，都可能沒有內(nèi)置快門。又或許，您的應(yīng)用正在使用日光或非校準(zhǔn)的無(wú)快門的光源（圖4）。在這些情況下，衰減器有兩個(gè)有用的點(diǎn)位：-100%和0%，可以說(shuō)這是一個(gè)完美的具有實(shí)際意義的快門。在此基礎(chǔ)上，您可以毫無(wú)顧慮地參考暗光譜，而不用擔(dān)心關(guān)掉燈泡或斷開光纖的問題。(經(jīng)常關(guān)閉/打開光源會(huì)影響光源的穩(wěn)定性；斷開光纖會(huì)產(chǎn)生測(cè)試的一致性問題)。

4. 多光源均勻衰減

一個(gè)光源也許不能覆蓋您需要的波長(zhǎng)范圍，因此您設(shè)置的光路中有兩個(gè)或更多的光源輸入到樣品/光譜儀中。這可能是一組非連續(xù)的LED照明所需的波長(zhǎng)，或連續(xù)光源鹵鎢燈-可見光范圍和氘燈-紫外可見光范圍（圖5）。采用多光源設(shè)置，所有光源可以從多通道光纖（一分二,一分三等）匯集到一個(gè)UV衰減器，然后可以統(tǒng)一調(diào)整到達(dá)光譜儀的總信號(hào)強(qiáng)度，這使得信號(hào)看上去與來(lái)自于單一或均一的光源無(wú)異。這可以精確調(diào)整輸入系統(tǒng)的組合光，并允許在不斷開光纖或切斷電源的情況下進(jìn)行統(tǒng)一的暗光譜測(cè)量。

5. 在帶通通信道上創(chuàng)建用于并行的光學(xué)均衡器

在4的場(chǎng)景中，我們調(diào)整了多個(gè)光源的混合光源，這些光源同時(shí)控制所有光源。但是，如果我們?cè)诿總€(gè)光源后都放置衰減器，然后將它們合并成一支光纖輸出（圖6）會(huì)怎么樣？現(xiàn)在我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)均衡光源，可以調(diào)整每個(gè)光源的信號(hào)。無(wú)論您是在多個(gè)寬帶光源上使用分段LED還是可變?yōu)V光片，這種布置都是一種巧妙的方法，可以單獨(dú)調(diào)整紫外線、可見光或紅外區(qū)域，就像調(diào)整立體聲均衡器上的低音、中音和高音旋鈕一樣。

6. 實(shí)現(xiàn)高功率光源的大幅衰減

當(dāng)然，衰減器會(huì)自行削減一定比例的通過(guò)光，當(dāng)串聯(lián)時(shí)，這種效果可以緊密調(diào)整到最低水平。對(duì)于發(fā)光強(qiáng)度很高的光源或者不可避免使用高功率光源的應(yīng)用場(chǎng)景，可以使用串聯(lián)的兩個(gè)或更多衰減器（圖7），這樣第一個(gè)衰減器可以將信號(hào)降至5％，第二個(gè)可以在5％的基礎(chǔ)上再降至5％或0.25％。

使用兩個(gè)衰減器可用于控制具有非常高強(qiáng)度光源的光

7. 將多路光信號(hào)輸入到單個(gè)檢測(cè)器

到目前為止，我們已經(jīng)介紹了處理光源的各種可能性，盡管一些實(shí)驗(yàn)裝置可能僅限于單個(gè)光譜儀，但是其中有可能會(huì)有多個(gè)分析物信號(hào)輸入其中（圖8）。比如，也許有幾個(gè)熒光比色皿中的光信號(hào)都導(dǎo)入到單一的Ocean HDX光譜儀。放置在每個(gè)比色皿支架后面的衰減器將允許精確調(diào)節(jié)每個(gè)熒光信號(hào)。這可以用于隔離每個(gè)信號(hào)用于分析或用于實(shí)驗(yàn)的特定部分，或者將多個(gè)結(jié)果以相同水平呈現(xiàn)。

使用多個(gè)衰減器，您可以創(chuàng)建一個(gè)用于選通光譜儀光信號(hào)的裝置

8. 粗略計(jì)算各種水平的熒光量子產(chǎn)率

對(duì)于一個(gè)可以同時(shí)測(cè)量發(fā)射和吸光的實(shí)驗(yàn)裝置，您可以在光源和樣品架之間放置一個(gè)衰減器，以上下調(diào)整吸光度和熒光值（圖9）。這使您能夠計(jì)算在一系列激發(fā)強(qiáng)度范圍內(nèi)的平均熒光量子產(chǎn)率（或發(fā)射的光子除以吸收的光子），甚至可能是發(fā)現(xiàn)分析物的某些獨(dú)特性質(zhì)或行為的途徑。

在熒光裝置中，使用衰減器幫助計(jì)算量子產(chǎn)率

9. 自動(dòng)化光源工作循環(huán)

上述1-8種應(yīng)用介紹著眼于手動(dòng)控制的FVA-UV衰減器。海洋光學(xué)還提供FHSA-TTL，一種組合過(guò)濾器和比色皿支架，可提供與FVA-UV相當(dāng)?shù)氖謩?dòng)操作，但也可通過(guò)電子軟件控制整個(gè)快門（圖10）。通過(guò)將此產(chǎn)品耦合到任何光源，您現(xiàn)在可以通過(guò)TTL通信自動(dòng)控制輸出光源的占空比。這對(duì)于時(shí)間分辨應(yīng)用、壽命模擬或防止敏感樣品的長(zhǎng)期暴露很重要。

10. 自動(dòng)化熒光和其他材料的質(zhì)量控制過(guò)程

除了手動(dòng)衰減和自動(dòng)快門控制外，F(xiàn)HSA-TTL還提供了一個(gè)比色皿和過(guò)濾器支架，用于放置樣品或通過(guò)過(guò)濾幫助清理光學(xué)信號(hào)。可以使用這種裝置來(lái)安排長(zhǎng)時(shí)間的光漂白研究，以保持熒光材料并自動(dòng)控制何時(shí)曝光。此外，這些附件中的一些可以自動(dòng)控制/旋轉(zhuǎn)各種光源，以查看每個(gè)隨時(shí)間的隔離效果。

圖10. 需要自動(dòng)快門控制的地方，F(xiàn)HSA-TTL組合通過(guò)過(guò)濾器-比色皿支架提供軟件控制快門功能

我們的衰減器有很多獨(dú)一無(wú)二的應(yīng)用而操作又很簡(jiǎn)便，希望可以啟發(fā)到您。