分光光度計(jì)是用于測(cè)量與
波長(zhǎng)相關(guān)的
光學(xué)特性的儀器,例如:固體或液體的透射率或反射率。這種設(shè)備通常也稱為
光譜儀,但“分光光度計(jì)”更加具體和精確。請(qǐng)注意,使用這種儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)不會(huì)產(chǎn)生光譜 (光強(qiáng)或波長(zhǎng)),而是得到被測(cè)樣品與波長(zhǎng)相關(guān)的量。
G93V=Bk= 分光光度計(jì)可用于不同的光譜區(qū)域:
#9[> · 一些儀器僅在可見光譜區(qū)(VIS)可用,例如用于比色法。
=6:9y}~ · 有些僅適用于紫外區(qū)(UV),或者適用于紫外可見區(qū)(UV VIS)。
\SQ4yc · 一些設(shè)備僅適用于紅外(IR)或近紅外區(qū)(NIR)而制造的。
G]k[A=dg · 一些紫外可見紅外分光光度計(jì)覆蓋所有光譜區(qū)。
2>k*9kyp 通常測(cè)量的量是與波長(zhǎng)相關(guān)的透射率、吸收率或反射率。在某些情況下,也可以測(cè)量散射光的量。
wS9V@ 分光光度計(jì)通常是放在桌子上的實(shí)驗(yàn)室儀器,但也有手持儀器。為比色法,如果目的只是測(cè)量顏色,可以作為簡(jiǎn)單的色差儀,它僅使用三個(gè)(或更多)顏色通道。
D>W&#A8&y RDHK'PGA 操作原則
yBs-bp"- Yu)GV7\2 掃描分光光度計(jì) N_B^k8j hLZfArq} 大多數(shù)分光光度計(jì)的基本工作原理是用可變波長(zhǎng)的準(zhǔn)直單色光照射被測(cè)物體,測(cè)量它的反射率、吸收率或光的散射等光學(xué)特性,作為與波長(zhǎng)的函數(shù)關(guān)系。這種儀器被稱為掃描分光光度計(jì),因?yàn)樗鼈兊牟僮髦邪⊕呙韫庾V區(qū)域。
^1Fzs(#. 在大多數(shù)情況下,分光光度計(jì)包含寬帶
光源(白光源),例如白熾燈或者高壓氣體放電燈,后跟一個(gè)可調(diào)
參數(shù)單色儀–例如,基于切爾尼–特納單色儀的衍射光柵。在單色儀之后,有一束相對(duì)較弱的光束,其光束半徑通常為幾毫米,并具有良好的發(fā)散角(但比具有相同光束半徑的
激光束發(fā)散角大得多),該光束可以穿過(或到達(dá))樣品。
'R-\6;3E>9 圖1:掃描單光束分光光度計(jì)的基本設(shè)置。
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只有一小部分來自燈的光到達(dá)樣品。
)b]wpEFl 在任何時(shí)候,只有一小部分的光功率可用于測(cè)量。第一個(gè)原因是所使用的燈向各個(gè)方向都發(fā)射光,而人們只能利用在某個(gè)小范圍的方向上輻射的光。此外,一次僅使用一小部分頻譜。特別是當(dāng)需要高光譜分辨率時(shí),為了獲得足夠高的光譜分辨率,可能需要很長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間才能獲得足夠高的信噪比,并且整個(gè)測(cè)量時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)。使用一種可以同時(shí)具有高度靈敏度和速度的光電探測(cè)器例如光電倍增管是很有幫助的。
+<p&Va# 可調(diào)
激光器可以向樣品發(fā)送更多的光,但這種產(chǎn)品通常不實(shí)用。
0<@['W}G 或者,可以使用某種可調(diào)激光器,這可以提供高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)的光譜亮度。測(cè)量時(shí)間可以大大減少。然而,可調(diào)激光器在光譜范圍方面受到很多的限制,也更昂貴和更難使用。因此,大多數(shù)分光光度計(jì)仍然依賴寬帶光源和單色儀。
qQDe'f~ 一種中間解決方案是使用超連續(xù)譜光源,它有高度的空間相干性,因此它可以大幅提高信號(hào)和相應(yīng)減少的測(cè)量時(shí)間。這種光源可以覆蓋比可調(diào)激光器更寬的光譜范圍。
t(roj@!x_o 如何校準(zhǔn)儀器讀數(shù)?
)=K8mt0qob 單色儀在掃描不同波長(zhǎng)時(shí)獲得的強(qiáng)度(更準(zhǔn)確地說:光功率)會(huì)發(fā)生重大變化,并且還還可能表現(xiàn)出時(shí)間漂移,例如由于溫度變化或所用燈的老化。此外,光電探測(cè)器的響應(yīng)度通常與波長(zhǎng)有關(guān)。由于這些原因,例如,吸收率或反射率的精確測(cè)量需要與可能存在物體的強(qiáng)度進(jìn)行比較。
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