유용하고 놀라운 방법으로 빛을 제어하기
모든 사람들은 통제력을 가지고 있지만, 그 일로 무엇을해야 하는지를 아는 경험과 지식이 필요합니다. 매일 우리는 개인 생활, 직업 생활 및 수많은 다른 측면에서 통제력을 유지하려고 노력합니다.
실험실에서 일하는 것도 마찬가지입니다. 보다 구체적으로, 광학 및 분광학으로 작업하면 실험 제어가 강화되어야 할 특별한 필요성이 생깁니다. 이 기사에서는 광 감쇠기의 다양한 용도를 조명을 통해 독창적 인 방법으로 제어하고 다른 방법으로는 상상하지 못한 결과를 얻을 수 있도록 도와줍니다.
감쇠기에서 샘플 스테이지까지
Ocean Optics 액세서리는 고객이 놀라운 발견을 달성하고 수십 년 동안 분광학의 한계를 뛰어 넘는 데 도움이되었습니다. 우리는 분광학 설정에서 빛을 제어, 필터링 및 감쇠하기위한 다양한 액세서리를 제공합니다. 가장 강력하면서도 가장 만족스런 액세서리 중 하나는 FVA-UV 광섬유 가변 감쇄기입니다.이 감쇄기는 즉시 명백한 것보다 더 많은 구성 가능성을 가지고 있습니다. 다양한 실험 시나리오에서 FVA-UV가 예기치 않은 가치를 어떻게 전달하는지 알아보십시오.
1. 감지기에 너무 많은 빛이있을 때
빛을 약하게하는 가장 분명한 응용 프로그램부터 시작합시다. 작동 원리는 다음과 같습니다. FVA는 FVA-UV의 양면에 나사로 고정되어 있으며, 시준 렌즈는 슬릿이 절단 된 금속 디스크를 가로 질러 빛을 투사합니다. 이 슬릿의 너비는 수동으로 조정 된 반경 위치에 따라 달라집니다 (그림 1의 FVA-UV 상단의 회전 휠 참조). 휠을 회전 시키면 닫힘 위치에서부터 완전히 열리는 감쇠를 변경할 수 있습니다.
그림 1. FVA-UV 광섬유 가변 감쇠기는 UV-Vis에서 Shortwave NIR을 통해 파장에서 균일하게 빛을 감쇠시키는 데 사용할 수 있습니다.
종종 실험실에는 단일 분광기 구성이 있으며 다른 옵션은 없습니다. 나머지 광학 구성 요소 또는 샘플이 최저 (최단 시간) 분광계 통합 시간에 검출기 포화 상태가되면 양호한 측정을 할 방법이 없습니다. 감쇠기로 하루를 절약 할 수 있으며 시스템을 최대 광 시나리오로 설정 한 다음 감쇠기를 부드러운 스펙트럼 성능의 지점으로 다이얼 할 수 있습니다. 그런 다음 휠 고정 나사를 제자리에 고정시키고 실험을 통해 감지기가 포화되지 않도록하십시오 (그림 2).
감쇠기를 사용하면 분광계 내부의 작은 입구 슬릿에서 신호의 해상도가 향상되지 않습니다. 예를 들어, 200 μm 슬릿이있는 형광 구성 분광기는 높은 광 레벨 시스템에서 작동하도록 감쇠 될 때 동일한 해상도를 유지합니다. 아마도 더 중요한 것은 감쇠기가 샘플과의 빛 상호 작용의 분해능에 영향을 미치지 않는다는 것입니다. 왜냐하면 동일한 수의 광자가 샘플과 상호 작용하지만 검출기에 도달하기 전에 크기를 줄이기 때문입니다. 이것의 중요성은 # 2에서 더 논의됩니다.
그림 2. 설정에 너무 많은 빛이있는 경우 분광계 측면의 감쇠기를 사용하여 감지기가 포화 될 가능성을 완화하십시오.
2. 샘플에 너무 많은 빛이있을 때
이전 구성에서는 광원과 시료 홀더 (그림 3)가 아닌 분광계와 시료 홀더 (그림 2) 사이에 FVA-UV를 두었습니다. 이는 시료와 상호 작용하는 충분한 광자를 확보하는 데 중요합니다. 어떤 샘플과도 상호 작용하는 빛은 광자의 일부가 손상 될 수 있으므로 샘플 앞에 빛을 제한함으로써 탐지기에 도달하는 광자가 적고 노이즈가 훨씬 적습니다.
그러나 일부 시료는 광 감응성이 높으며 빛에 의한 간단한 조사는 시료 자체를 파괴 할 수 있습니다. 자외선 경화 화합물이든 고대 인공물이든, 너무 많은 빛에 단순히 노출 될 수없는 샘플이 있습니다. 이 시나리오에서 감쇠기는 샘플을 보호하는 동시에 검출기로 원하는 광 공급을 보장합니다.
그림 3. 샘플이 감광성이 높은 경우 감쇠기를 샘플 홀더에 더 가깝게 놓습니다
3. 광원에 셔터가 없는 경우
Ocean Optics 또는 다른 공급 업체의 어떤 광원 모델은 디자인에 셔터가 내장되어 있지 않습니다. 또는 햇빛이나 과학적이지 않은 셔터없는 소스를 응용 프로그램에 사용할 수도 있습니다 (그림 4). 이 시나리오에서 감쇠기는 100 % 및 0 % 전송을위한 두 개의 유용한 클릭 위치를 가지며 사실상의 셔터로 완벽하게 작동합니다. 이제 전구를 끄거나 천국에서 금지 된 모든 섬유를 분리하는 문제없는 방법을 사용하지 않아도 자신감을 가지고 어두운 참조를 취할 수 있습니다. (광원을 자주 켜거나 끄면 램프 안정성에 영향을 줄 수 있으며 섬유를 분리하면 측정에 영향을주는 정렬 문제가 발생할 수 있습니다.)
그림 4. 광원에 내부 셔터가없고 설정을 방해하고 싶지 않으면 감쇠기를 사용하여 대신 조명을 차단하십시오.
4. 여러 소스의 빛을 균일하게 조정하려면?
아마도 하나의 광원이 필요한 파장 범위를 커버하지 못할 수 있으므로 샘플 / 분광기 설정에 2 개 이상의 광원을 제공 할 수 있습니다. 이것은 VIS-NIR 범위의 텅스텐 - 할로겐과 UV 범위의 중수소와 같은 광대역 소스 (그림 5)와 같은 원하는 파장에서 광을 방출하는 개별 LED 세트 일 수 있습니다. 멀티 광원 설치에도 불구하고, 모든 광원은 다중 화 소 어셈블리 (분기, 분기 등)에서 단일 FVA-UV 감쇠기로 공급할 수 있으며,이 감쇠기는 분광계에 도달하는 총 신호를 균등하게 조정할 수 있습니다 단일의 통합 소스. 이를 통해 시스템에 결합 된 조명 공급을 정밀하게 조정할 수 있으며 광섬유를 분리하거나 전구에 절삭력을 가하지 않고도 통합 된 어두운 측정이 가능합니다.
그림 5. 여러 광원이 설정에 입력되면 감쇠기를 사용하여 조명을 균일하게 조정하십시오.
5. 대역 통과 채널에서 병렬로 사용하기 위한 광학 이퀄라이저 생성
# 4의 시나리오에서 우리는 모든 광원을 한꺼번에 제어하는 여러 광원에서 결합 된 조명 공급을 조정했습니다. 그러나 각 소스의 직후에 감쇠기를 배치 한 다음 이들을 일반적인 파이버 레그 (그림 6)로 결합하면 어떨까요? 이제 각 광원의 신호를 조정할 수있는 광학 이퀄라이저를 만들었습니다. 여러 광대역 소스에서 세분화 된 LED 또는 가변 필터를 사용하는 경우이 배열은 스테레오의 중저음 조절기와 같은 방식으로 UV, 가시 또는 IR 영역을 개별적으로 조정할 수있는 영리한 방법입니다 평형 장치.
그림 6. 그림 5에서 설명한 접근법을 약간 변형하여 설정을위한 광학 이퀄라이저를 만들 수 있습니다.
6. 고출력 광원의 극도의 감쇄를 달성하려면?
물론, 감쇠기는 지나가는 빛의 몇 퍼센트를 자르고, 시리즈에 끼워지면이 효과는 가장 낮은 레벨로 단단히 조정될 수 있습니다. 포화가 불가피한 극도로 밝은 소스 또는 어플리케이션의 경우, 두 개 이상의 감쇠기를 직렬로 사용하면 (그림 7) 첫 번째 패스에서 신호가 5 %까지 떨어지며 두 번째 패스에서는 5 %의 5 % 또는 0.25 %가 떨어질 수 있습니다 패스.
그림 7. 두 개의 감쇠기를 사용하면 매우 높은 강도의 광원을 가진 설정에서 빛을 제어하는 데 유용 할 수 있습니다.
7. 단일 검출기에 공급되는 다중 광 신호를 게이트 처리하려면
지금까지는 광원을 다루는 다양한 옵션을 다루었지만 일부 실험 설정은 다중 분석 신호가 공급되는 단일 분광기로 제한 될 수 있습니다 (그림 8). 예를 들어, 아마도 하나의 Ocean HDX 분광기로 라우팅되는 여러 개의 형광 큐벳이있을 것입니다. 각 큐벳 홀더 뒤에 배치 된 감쇠기는 각 형광 신호를 정밀하게 조정할 수 있습니다. 이는 분석을 위해 또는 실험의 특정 부분을 위해 각 신호를 분리하거나 미적으로 기쁘게 볼 수있는 스크린 샷으로 여러 개의 피드를 동일한 레벨로 확장하는 데 유용 할 수 있습니다.
그림 8. 다중 감쇠기를 사용하면 분광계에 공급하는 광 신호를 게이팅하기위한 설정을 만들 수 있습니다.
8. 다양한 수준에서 형광 양자 수율을 대략적으로 계산하려면
소스 채널의 흡광도와 형광체의 방출을 모두 측정 할 수있는 실험 형광 설정에서 광원과 샘플 홀더 사이에 감쇠기를 배치하여 흡광도와 형광 값을 위아래로 조정할 수 있습니다 (그림 9). 이를 통해 다양한 범위의 여기 강도에 대한 평균 형광 양자 수율
(또는 광자를 흡수 된 광자로 나눈 값)을 계산할 수 있으며 분석 대상의 고유 한 특성이나 특성을 발견 할 수도 있습니다.
그림 9. 형광 설정에서 감쇠기를 사용하여 양자 수율을 계산하십시오.
9. 광원 듀티 사이클을 자동화하려면
우리 목록에있는 No. 1-8은 수동 제어 FVA-UV 감쇠기에만 초점을 맞추 었습니다. Ocean Optics는 또한 FVA-UV와 유사한 수동 조작을 제공하지만 전체 셔터의 전자 소프트웨어 제어도 제공하는 조합 필터 및 큐벳 홀더 인 FHSA-TTL을 제공합니다 (그림 10). 이 제품을 광원에 연결하면 TTL 통신을 통해 해당 소스의 듀티 사이클을 자동화 할 수 있습니다. 이는 시간이 결정된 어플리케이션, 수명 시뮬레이션 또는 민감한 샘플의 장기 노출을 방지하는 데 중요 할 수 있습니다.
10. 형광 및 기타 재료의 QC 공정 자동화
수동 감쇠 및 자동화 된 셔터 제어 외에도 FHSA-TTL은 시료를 담을 수있는 큐벳 및 필터 홀더를 제공하거나 필터링을 통해 광학 신호를 청소하는 데 도움을줍니다. 장기간 photobleaching 연구는 형광 물질을 보유하고 빛이 노출 될 때 자동으로 제어하도록이 설정으로 조정될 수 있습니다. 또한 이러한 액세서리 중 일부는 시간 경과에 따른 고립 된 효과를보기 위해 다양한 광원을 자동으로 제어 / 회전 할 수 있습니다.
그림 10. 자동화 된 셔터 제어가 필요한 곳에서는 FHSA-TTL 콤보 필터 - 큐벳 홀더가 소프트웨어 제어 셔터 기능을 제공합니다.
우리의 감쇠기 목록에는 손에 맞는 간단한 액세서리로 얻을 수있는 고유 한 광학 장치가 많이 나와 있습니다. 영리한 방법으로 감쇠기 또는 기타 액세서리를 사용하는 흥미로운 실험 및 응용 프로그램은 무엇입니까? 액세서리 테크 팁을 이메일로 보내면 특별한 보상을받을 수 있습니다. 늦은 위대한 제리 가르시아 (Jerry Garcia)가 "너무 많은 좋은 점이 있습니다."라고 상기시켜주기 때문에 감쇠기에 대한 마음을 너무 세게 닫지 않도록 하십시오.