光谱仪小百科 | 衰减器十大应用场景

图1. FVA-UV光纤可变衰减器可以均匀地衰减从紫外到短波近红外的光

一般来说，您的实验室只有一个光谱仪配置，没有其他选择。如果其余的光学元件或样品在最短的积分时间下仍然导致检测器饱和，那么就没有办法很好地进行测量。因此，衰减器在这里为您节省了解决问题的时间，您可以锁定衰减器调节的点位，并确保在整个实验过程中不会使检测器饱和（图2）。

使用衰减器不能像光谱仪内部入射狭缝那样提高信号的分辨率。例如，一台带200µm狭缝的荧光配置的光谱仪在高亮度系统中无论衰减与否，将得到一样的光谱分辨率。这也许与下面的原因有关：衰减器并不影响与样品相互作用的光的分辨率，因为与样品相互作用的光子的数量是相同的，但在到达检测器之前只是按比例缩小。接下来将进一步讨论这一点的重要性。

图2. 如果在光路中光太强，在光谱仪端使用衰减器可大大降低检测器饱和的可能性

2. 当作用于样品的光太强时

在前面的配置中，我们将FVA-UV置于光谱仪和样品之间(图2)，而不是光源和样品之间（图3），这对于确保足够的光子与样品相互作用而言非常重要。与任何样品相互作用的光都会有一部分光子受损，因此若在样品前面限制光的照射，我们就会得到更少期望得到的光子到达检测器，并产生更多的噪声。

然而，有些样品具有很高的光敏性，简单的光照射就能破坏样品本身。无论是紫外线固化的化合物还是古代文物，有些样品就是不能暴露在太多的光线下。在这种情况下，衰减器有助于保护样本，同时通过调节衰减器来确保所需的光子量到达检测器。

图4. 如果您的光源没有内置快门且不愿意打乱整套装置，您可以将衰减器代替快门来使用

4. 多光源均匀衰减

一个光源也许不能覆盖您需要的波长范围，因此您设置的光路中有两个或更多的光源输入到样品/光谱仪中。这可能是一组非连续的LED照明所需的波长，或连续光源卤钨灯-可见光范围和氘灯-紫外可见光范围（图5）。采用多光源设置，所有光源可以从多通道光纤（一分二,一分三等）汇集到一个UV衰减器，然后可以统一调整到达光谱仪的总信号强度，这使得信号看上去与来自于单一或均一的光源无异。这可以精确调整输入系统的组合光，并允许在不断开光纤或切断电源的情况下进行统一的暗光谱测量。

图5. 当光路中有多个光源时，使用衰减器来统一整合光信号

5. 在带通通信道上创建用于并行的光学均衡器

在4的场景中，我们调整了多个光源的混合光源，这些光源同时控制所有光源。但是，如果我们在每个光源后都放置衰减器，然后将它们合并成一支光纤输出（图6）会怎么样？现在我们已经创建了一个均衡光源，可以调整每个光源的信号。无论您是在多个宽带光源上使用分段LED还是可变滤光片，这种布置都是一种巧妙的方法，可以单独调整紫外线、可见光或红外区域，就像调整立体声均衡器上的低音、中音和高音旋钮一样。

图6. 与图5中描述的方法稍有不同，您可以为您的装置搭建均衡光源

6. 实现高功率光源的大幅衰减

当然，衰减器会自行削减一定比例的通过光，当串联时，这种效果可以紧密调整到最低水平。对于发光强度很高的光源或者不可避免使用高功率光源的应用场景，可以使用串联的两个或更多衰减器（图7），这样第一个衰减器可以将信号降至5％，第二个可以在5％的基础上再降至5％或0.25％。

图7. 使用两个衰减器可用于控制具有非常高强度光源的光

7. 将多路光信号输入到单个检测器

到目前为止，我们已经介绍了处理光源的各种可能性，尽管一些实验装置可能仅限于单个光谱仪，但是其中有可能会有多个分析物信号输入其中（图8）。比如，也许有几个荧光比色皿中的光信号都导入到单一的Ocean HDX光谱仪。放置在每个比色皿支架后面的衰减器将允许精确调节每个荧光信号。这可以用于隔离每个信号用于分析或用于实验的特定部分，或者将多个结果以相同水平呈现。