每個人都喜歡擁有控制權(quán)，盡管這需要經(jīng)驗和知識來知道如何使用它。每天，我們都在努力控制我們的個人生活、職業(yè)生活和無數(shù)其他方面。
在實驗室工作也不例外。更具體地說，光學(xué)和光譜學(xué)的研究對加強實驗控制提出了特殊的要求。在這篇文章中，我們來看看光學(xué)衰減器的多種用途，幫助您實現(xiàn)可能意想不到的結(jié)果。
從衰減器到采樣過程
幾十年來，海洋光學(xué)的配件幫助我們的客戶取得了驚人的結(jié)果，并推動了光譜學(xué)的發(fā)展。我們在光譜設(shè)置過程中提供各種附件用于光的控制，過濾和衰減。其中很強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如何在不同的實驗場景中提供意想不到的作用。
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：光纖耦合進入FVA-UV的兩側(cè)，F(xiàn)VA-UV內(nèi)置有準直透鏡，可以將光線平行地投射到金屬圓盤上，圓盤上有一個狹縫。這個狹縫的寬度隨著手動調(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。
一般來說，您的實驗室只有一個光譜儀配置，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間下仍然導(dǎo)致檢測器飽和，那么就沒有辦法很好地進行測量。因此，衰減器在這里為您節(jié)省了解決問題的時間，您可以鎖定衰減器調(diào)節(jié)的點位，并確保在整個實驗過程中不會使檢測器飽和（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的分辨率。例如，一臺帶200μm狹縫的熒光配置的光譜儀在高亮度系統(tǒng)中無論衰減與否，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，因為與樣品相互作用的光子的數(shù)量是相同的，但在到達檢測器之前只是按比例縮小。接下來將進一步討論這一點的重要性。
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，我們就會得到更少期望得到的光子到達檢測器，并產(chǎn)生更多的噪聲。
然而，有些樣品具有很高的光敏性，簡單的光照射就能破壞樣品本身。無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，衰減器有助于保護樣本，同時通過調(diào)節(jié)衰減器來確保所需的光子量到達檢測器。
市場上一些型號的光源，無論是海洋光學(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的無快門的光源（圖4）。在這些情況下，衰減器有兩個有用的點位：-100%和0%，可以說這是一個完美的具有實際意義的快門。在此基礎(chǔ)上，您可以毫無顧慮地參考暗光譜，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/打開光源會影響光源的穩(wěn)定性；斷開光纖會產(chǎn)生測試的一致性問題)。
一個光源也許不能覆蓋您需要的波長范圍，因此您設(shè)置的光路中有兩個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，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UV衰減器，然后可以統(tǒng)一調(diào)整到達光譜儀的總信號強度，這使得信號看上去與來自于單一或均一的光源無異。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行統(tǒng)一的暗光譜測量。
在4的場景中，我們調(diào)整了多個光源的混合光源，這些光源同時控制所有光源。但是，如果我們在每個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）會怎么樣？現(xiàn)在我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個均衡光源，可以調(diào)整每個光源的信號。無論您是在多個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。
當然，衰減器會自行削減一定比例的通過光，當串聯(lián)時，這種效果可以緊密調(diào)整到最低水平。對于發(fā)光強度很高的光源或者不可避免使用高功率光源的應(yīng)用場景，可以使用串聯(lián)的兩個或更多衰減器（圖7），這樣第一個衰減器可以將信號降至5％，第二個可以在5％的基礎(chǔ)上再降至5％或0.25％。
到目前為止，我們已經(jīng)介紹了處理光源的各種可能性，盡管一些實驗裝置可能僅限于單個光譜儀，但是其中有可能會有多個分析物信號輸入其中（圖8）。比如，也許有幾個熒光比色皿中的光信號都導(dǎo)入到單一的Ocean HDX光譜儀。放置在每個比色皿支架后面的衰減器將允許精確調(diào)節(jié)每個熒光信號。這可以用于隔離每個信號用于分析或用于實驗的特定部分，或者將多個結(jié)果以相同水平呈現(xiàn)。
對于一個可以同時測量發(fā)射和吸光的實驗裝置，您可以在光源和樣品架之間放置一個衰減器，以上下調(diào)整吸光度和熒光值（圖9）。這使您能夠計算在一系列激發(fā)強度范圍內(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)分析物的某些獨特性質(zhì)或行為的途徑。
上述1-8種應(yīng)用介紹著眼于手動控制的FVA-UV衰減器。海洋光學(xué)還提供FHSA-TTL，一種組合過濾器和比色皿支架，可提供與FVA-UV相當?shù)氖謩硬僮?，但也可通過電子軟件控制整個快門（圖10）。通過將此產(chǎn)品耦合到任何光源，您現(xiàn)在可以通過TTL通信自動控制輸出光源的占空比。這對于時間分辨應(yīng)用、壽命模擬或防止敏感樣品的長期暴露很重要。
除了手動衰減和自動快門控制外，F(xiàn)HSA-TTL還提供了一個比色皿和過濾器支架，用于放置樣品或通過過濾幫助清理光學(xué)信號?？梢允褂眠@種裝置來安排長時間的光漂白研究，以保持熒光材料并自動控制何時曝光。此外，這些附件中的一些可以自動控制/旋轉(zhuǎn)各種光源，以查看每個隨時間的隔離效果。
我們的衰減器有很多獨一無二的應(yīng)用而操作又很簡便，希望可以啟發(fā)到您。
如需了解更多應(yīng)用及產(chǎn)品信息，請聯(lián)系海洋光學(xué)應(yīng)用工程師團隊。