波長選擇器，即單色儀，是一種能夠自動調節(jié)或手動調節(jié)輸出波長的分光儀器。在光譜分析和光譜特性測量過程中，單色儀能輸出一系列獨立的、光譜區(qū)間足夠窄的單色光，且所輸出單色光的波長可以根據(jù)需要進行連續(xù)調節(jié)。

波長選擇器的原理是借助光柵、濾光片、聲光衍射等分光元件將復色光分成波長單一的光。濾波片型波長選擇器是利用干涉原理使特定光譜范圍的光通過，由多層濾光薄膜組成。光柵型波長選擇器利用光柵進行分光，并記錄通過特殊狹縫的特定波長光波，從而實現(xiàn)對光的篩選作用。聲光可調諧濾波器是根據(jù)各向異性雙折射晶體聲光衍射原理而制成的一種新型分光器件，主要由聲光晶體，超聲換能器和聲吸收體構成。不同種類的波長選擇器各有優(yōu)點，可以根據(jù)被測物質的特性、調制范圍、帶寬調節(jié)精度等方面考慮選擇合適的波長選擇器。

對于設計高精密和準確度的物質分析過程來說，獲得單波長輻射是不可缺少的手段。借助波長選擇器，光譜測試系統(tǒng)能夠更準確地研究物質的輻射特性、光與物質的相互作用以及物質的微觀結構。因此，波長選擇器適用于高?？蒲醒芯?、食品質量監(jiān)控、生物醫(yī)學研究、細胞分析、天體與空間物理觀測等多個領域。

波長選擇器原理

虹科波長選擇器是一種特殊的緊湊型分光設備，能夠自動或手動實現(xiàn)對光源的輸出中心波長或輸出帶寬的雙調節(jié)。實現(xiàn)雙調諧的關鍵是獨特的“TwinFilm”專利技術，兩個可調諧濾光片允許單獨進行角度調節(jié)，這樣既可以實現(xiàn)中心波長的調節(jié)，也可以實現(xiàn)帶寬的調節(jié)。

與其他同類的波長調諧器相比，虹科波長選擇器有明顯的技術優(yōu)勢。與AOTF相比，虹科波長選擇器在波長調節(jié)的過程中，無光軸偏移；與單色儀出口為狹縫相比，虹科波長選擇器的出口為直徑可達10mm的通光孔，且95%的區(qū)域為均勻出光。

TwinFilm專利技術

虹科波長選擇器具有優(yōu)異的性能，在255-1650 nm寬波段范圍下能夠實現(xiàn)波長調諧，并且還能夠實現(xiàn)帶寬（3-15 nm）的平滑調節(jié)，在調諧過程中無光束偏差或偏離。最大直徑為10mm的圓形孔徑提供充分且均勻的出光，緊湊型的器件設計易于簡單易用的產品集成。虹科波長選擇器具有廣泛的應用范圍和巨大的市場前景，可代替單色儀、AOTF等用于熒光顯微鏡、高光譜成像、生命科學儀器、機器視覺、實驗室研究、光源檢測、高光譜成像等多個領域。

波長選擇器應用案例

1. 虹科可調諧光譜測試解決方案

虹科可調諧光譜測試解決方案是一個自組裝的完整可調諧光譜測試系統(tǒng)，如上圖所示。核心部件包括Migthy light光源、FWS-mono波長選擇器和SP光纖光譜儀三大部分，其余配件包括準直管、平板電腦（用于軟件控制和光譜探測分析）、光纖、控制軟件、電源適配器。

Migthy Light是一款緊湊型的白光光源，光譜范圍350~2500nm，具有獨特的低噪聲輸出，輸出功率可達2W。

FWS-mono波長選擇器是款基于專利的TwinFilm?技術的可調波長選擇器，能夠實現(xiàn)波長和帶寬的雙調諧，通過USB接口傳輸控制，具有消光和優(yōu)秀的傳輸性能。其中心波長調節(jié)范圍可寬至~500nm，帶寬調節(jié)范圍3~15nm。

SP微型陣列光譜儀具有最先進的探測性能和緊湊的外形尺寸，探測范圍可覆蓋200-1050 nm，信噪比高，是紫外線/VIS/近紅外光譜分析的理想選擇

虹科可調諧光譜測試解決方案能夠自動化地進行不同波長的光譜測試，可用于實驗室光譜研究、光源探測、機器視覺、高精度物理化學實驗。Migthy Light光源能夠輸出350~2500nm的光，通過預對準固定件將光輸出進行均勻化和準直，準直光與FWS波長選擇器組合，生成可調諧的單色光，并照射待測物質。SP光譜儀探測與物質產生作用的光，生成光譜圖，進行光譜分析。

2. 高光譜成像

FWS聚合物可以有效地應用于成像檢測領域。通過多種配件和各種成像儀器（如相機、鏡頭）的組合，可以根據(jù)目標尺寸實現(xiàn)宏觀和微觀高光譜成像。

此外，它還可以連接到商用熒光顯微鏡，以執(zhí)行高光譜成像。通過連接到顯微鏡的發(fā)射端口，在高光譜成像期間同時監(jiān)測發(fā)射強度和寬場光譜圖像。

整個目標的圖像（1）、亮場圖像（2）和用三種不同波長獲得的高光譜圖像（3-5）

3. 顯微鏡高光譜成像

柔性波長選擇器FWS）是一種用于照明和成像的新型可調諧濾波器，可以與商業(yè)顯微鏡和研究相機一起使用，以建立光譜成像設置。光源作為激發(fā)光源，物體經顯微鏡后激發(fā)熒光，用發(fā)射濾光片濾除激光后，熒光信號經波長選擇器調制選擇波長，成像在CCD上，CCD獲取的是特定波長下的熒光圖像

用Alexa 488 Phalloidin FWS染色的BPAE細胞的寬場光譜圖像，在a）500 nm、b）520 nm和c）550 nm周圍進行了調整。比例尺：5 mm

Alexa 488的發(fā)射光譜?；疑珬l定量表示熒光。排放比為0.3:1:0.4（從左到右）

從上圖可以看出，當發(fā)射范圍設置為520nm時，可以獲得最佳圖像。通過使用靈活波長選擇器（FWS），可以找到熒光檢測的最佳波長范圍。此外，F(xiàn)WS可用于將普通商業(yè)熒光顯微鏡轉換為光譜成像顯微鏡

4. 生物熒光顯微成像

任何顯微光源，如激光器、鹵素燈、汞燈、連續(xù)光源和等離子光源，均可用于FWS選擇器。發(fā)射波長和激發(fā)波長的選擇都可通過FWS選擇器實現(xiàn)。

波長選擇器與顯微鏡的組合

這些特性對于多重標記的多色熒光成像非常有用。在用不同的熒光團標記細胞的不同部分后，可以使用FWS選擇器進行同時成像。下圖顯示了分別標記有DAPI（細胞核）、CMFDA綠（胞漿）和線粒體深紅色FM（線粒體）的固定HeLa細胞的熒光圖像。無需三種濾波器組或單色儀耗時掃描，可使用FWS多邊形同時進行三色成像。

使用不同染色劑標定的HeLa細胞的熒光圖像

5. 偏振成像

光學檢測蛋白質結構變化的能力在藥物發(fā)現(xiàn)和醫(yī)學診斷中具有深遠的重要性。它使我們能夠更好地理解分子和蛋白質之間的相互作用。

當?shù)鞍踪|與其他分子相互作用時，它會改變形狀。手性等離子體傳感可用于利用這種特性與蛋白質結合，特別是在血液中的疾病標志物，以診斷患者。

Karimullah博士利用這項技術創(chuàng)造一種新的叫做手性等離子體分析(CPA)的技術，這種技術可以通過使用實驗室外的桌面儀器在一次測試中檢測多種疾病標記物，從而實現(xiàn)快速的醫(yī)療診斷。該儀器需要快速的波長掃描，能夠在新型一次性等離子體傳感器上執(zhí)行成像偏振測量和反射率測量，。

FWS自動柔性波長選擇器是極偏振成像的優(yōu)秀組件，因為它們具有高功率傳輸，快速波長變化和銳利的窄帶單色輸出。使用FWS-Auto自定義構建的偏振成像系統(tǒng)，Karimullah博士可以在不到5分鐘的時間內對傳感器芯片進行偏振測量，從涂有各種蛋白質的納米結構上提供二維表面的偏振測量數(shù)據(jù)，這使得CPAs能夠檢測傳感器上方空間定位的不同蛋白質的多重相互作用。

用于生物傳感的多個納米結構陣列的高光譜測量

6. 光源準直

對于一些寬譜白光光源來說，輸出光譜的單色性和準直性較差?？梢允褂肍WS波長選擇器對輸出光源進行準直校準。從數(shù)據(jù)可以看出，校準后的輸出光具有很好的準直性和光聚集性。

波長選擇器對光源的準直效果

審核編輯黃昊宇