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首頁 >深圳市京都玉崎電子有限公司> 技術(shù)文章> 什么是分光光度計(jì)及原理
什么是分光光度計(jì)及原理
2024/11/16 14:38:05
分光光度計(jì)是一種能夠?qū)⒐夥殖筛鞣N波長，用分光光照射樣品，并測量穿過樣品并反射的光的波長和量的裝置。
分光光度計(jì)是用途廣泛的分析儀器，廣泛應(yīng)用于研發(fā)、質(zhì)量控制和化學(xué)分析等領(lǐng)域。典型的儀器包括真空紫外分光光度計(jì)（VUV）、紫外-可見分光光度計(jì)（UV-Vis）和紅外分光光度計(jì)（IR），它們各自使用不同波長范圍的光來產(chǎn)生不同的結(jié)果。
分光光度計(jì)原理
分光光度計(jì)可以檢測樣品透射或反射的光并獲得相應(yīng)的光譜。通過分析這些光譜，可以獲得有關(guān)樣品的各種信息。例如，可以根據(jù)峰值強(qiáng)度對(duì)樣品進(jìn)行定量分析，根據(jù)光譜波形進(jìn)行定性分析，以及對(duì)電子狀態(tài)、分子結(jié)構(gòu)和材料特性進(jìn)行評(píng)估。
設(shè)備主要由光源、光譜部分、樣品部分、檢測器等組成。光源是發(fā)出分析光的部分，主要使用兩種：用于紫外區(qū)的氘放電管和用于可見光和近紅外區(qū)的鎢絲燈。
光譜儀的作用是從光源發(fā)出的光中選擇特定波長的光，有濾光片型、棱鏡型、衍射光柵型等。樣品部分包含裝有待測樣品的池，主要使用玻璃或石英制成的池。
檢測器將從樣品傳輸?shù)墓廪D(zhuǎn)換成電信號(hào)。有光半導(dǎo)體（光電管）、光電倍增管（光電倍增管）等多種類型。
分光光度計(jì)的類型
分光光度計(jì)是一種可以用光照射樣品并測量透射光和反射光的波長和吸收量的裝置。根據(jù)其發(fā)出的光，有多種類型的設(shè)備。本文概述了三種分光光度計(jì)：真空紫外分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)和紅外分光光度計(jì)。
1.真空紫外分光光度計(jì)（VUV）
該裝置使用真空紫外區(qū)（200 nm以下）的光作為光源，檢查物質(zhì)透射和反射的光。真空紫外區(qū)的光被氧和氮分子吸收，因此必須在真空中測量。用于評(píng)估材料特性。
2.紫外可見分光光度計(jì)（UV-Vis）
該裝置采用紫外光（200-380nm）或可見光（380-780nm）作為光源，可以檢查材料透射和反射的光。可以對(duì)樣品中的成分進(jìn)行定性和定量分析。
3、紅外分光光度計(jì)（IR）
這是一種利用紅外光作為光源來檢查物質(zhì)透過和反射的光的裝置。近紅外分光光度計(jì)使用近紅外線（780-2500nm），紅外分光光度計(jì)使用中紅外線（2500-25000nm） ）有兩種類型的分光光度計(jì)。您可以估計(jì)分子鍵和官能團(tuán)，并對(duì)成分進(jìn)行定量分析。
此外，特殊的分光光度計(jì)還包括檢測樣品散射的拉曼散射光以識(shí)別分子結(jié)構(gòu)并評(píng)價(jià)材料的物理性質(zhì)的拉曼光譜儀，以及以非色散方式同時(shí)檢測所有波長的光的干涉儀。傅里葉變換紅外光譜 (FT-IR)，可檢測波長并通過執(zhí)行傅里葉變換計(jì)算每個(gè)波長分量。
1、單光束和雙光束
分光光度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)用途的不同而有很大差異。我們將以單光束法和雙光束法為例進(jìn)行說明。
單光束（單光束）法是指用光譜儀分離的單色光（單一波長的光）照射樣品，并由檢測器檢測反射或透射光的一類光學(xué)系統(tǒng)。由于光學(xué)系統(tǒng)配置非常簡單，因此可以以相對(duì)較低的價(jià)格獲得。然而，它也是一種光學(xué)系統(tǒng)，隨著時(shí)間的推移，由于光源波動(dòng)和器件自熱引起的漂移，很容易產(chǎn)生誤差，而且雖然簡單，但不適合需要高精度的測量。導(dǎo)致大量的測量誤差。
雙束（doublebeam）方法改善了這些缺點(diǎn)。在雙光束法中，使用半反射鏡等將分光計(jì)分離的光分成樣品光和參考光。樣品光照射在樣品上，反射光和透射光被檢測器檢測到，與單光束法類似。一根參考光束用于校正由設(shè)備引起的漂移。
參考光和樣本光都含有設(shè)備引起的誤差，因此通過處理從參考光獲得的信號(hào)和從樣本光獲得的信號(hào)來消除影響。
2、分光光度計(jì)日常維護(hù)指南
測量儀器的問題是保持和保證其準(zhǔn)確性。分光光度計(jì)也不例外。一旦發(fā)生故障再采取措施就來不及了，因此日常檢查必不可少。
作為指導(dǎo)，我們將介紹分光光度計(jì)的一些重要指標(biāo)。每天管理該指數(shù)可以盡早發(fā)現(xiàn)異常情況。
波長精度
是指設(shè)備檢測到的波長與光源波長之間的誤差。光源或檢測器的準(zhǔn)確性可以通過每天進(jìn)行檢查來檢查。
波長重復(fù)性
是指重復(fù)測量同一波長時(shí)波長的變化。使用方差、標(biāo)準(zhǔn)差和平均值來管理誤差。
分辨率
評(píng)估測量單色光時(shí)的帶寬。帶寬有多種定義，但這里我們將使用 FWHM 來管理它。
雜散光是
指從設(shè)備獲得的目標(biāo)波長以外的光。如果不定義雜散光，所獲得的光譜的準(zhǔn)確性將變得不清楚。
分光光度計(jì)是用途廣泛的分析儀器，廣泛應(yīng)用于研發(fā)、質(zhì)量控制和化學(xué)分析等領(lǐng)域。典型的儀器包括真空紫外分光光度計(jì)（VUV）、紫外-可見分光光度計(jì)（UV-Vis）和紅外分光光度計(jì)（IR），它們各自使用不同波長范圍的光來產(chǎn)生不同的結(jié)果。
分光光度計(jì)原理
分光光度計(jì)可以檢測樣品透射或反射的光并獲得相應(yīng)的光譜。通過分析這些光譜，可以獲得有關(guān)樣品的各種信息。例如，可以根據(jù)峰值強(qiáng)度對(duì)樣品進(jìn)行定量分析，根據(jù)光譜波形進(jìn)行定性分析，以及對(duì)電子狀態(tài)、分子結(jié)構(gòu)和材料特性進(jìn)行評(píng)估。
設(shè)備主要由光源、光譜部分、樣品部分、檢測器等組成。光源是發(fā)出分析光的部分，主要使用兩種：用于紫外區(qū)的氘放電管和用于可見光和近紅外區(qū)的鎢絲燈。
光譜儀的作用是從光源發(fā)出的光中選擇特定波長的光，有濾光片型、棱鏡型、衍射光柵型等。樣品部分包含裝有待測樣品的池，主要使用玻璃或石英制成的池。
檢測器將從樣品傳輸?shù)墓廪D(zhuǎn)換成電信號(hào)。有光半導(dǎo)體（光電管）、光電倍增管（光電倍增管）等多種類型。
分光光度計(jì)的類型
分光光度計(jì)是一種可以用光照射樣品并測量透射光和反射光的波長和吸收量的裝置。根據(jù)其發(fā)出的光，有多種類型的設(shè)備。本文概述了三種分光光度計(jì)：真空紫外分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)和紅外分光光度計(jì)。
1.真空紫外分光光度計(jì)（VUV）
該裝置使用真空紫外區(qū)（200 nm以下）的光作為光源，檢查物質(zhì)透射和反射的光。真空紫外區(qū)的光被氧和氮分子吸收，因此必須在真空中測量。用于評(píng)估材料特性。
2.紫外可見分光光度計(jì)（UV-Vis）
該裝置采用紫外光（200-380nm）或可見光（380-780nm）作為光源，可以檢查材料透射和反射的光。可以對(duì)樣品中的成分進(jìn)行定性和定量分析。
3、紅外分光光度計(jì)（IR）
這是一種利用紅外光作為光源來檢查物質(zhì)透過和反射的光的裝置。近紅外分光光度計(jì)使用近紅外線（780-2500nm），紅外分光光度計(jì)使用中紅外線（2500-25000nm） ）有兩種類型的分光光度計(jì)。您可以估計(jì)分子鍵和官能團(tuán)，并對(duì)成分進(jìn)行定量分析。
此外，特殊的分光光度計(jì)還包括檢測樣品散射的拉曼散射光以識(shí)別分子結(jié)構(gòu)并評(píng)價(jià)材料的物理性質(zhì)的拉曼光譜儀，以及以非色散方式同時(shí)檢測所有波長的光的干涉儀。傅里葉變換紅外光譜 (FT-IR)，可檢測波長并通過執(zhí)行傅里葉變換計(jì)算每個(gè)波長分量。
1、單光束和雙光束
分光光度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)用途的不同而有很大差異。我們將以單光束法和雙光束法為例進(jìn)行說明。
單光束（單光束）法是指用光譜儀分離的單色光（單一波長的光）照射樣品，并由檢測器檢測反射或透射光的一類光學(xué)系統(tǒng)。由于光學(xué)系統(tǒng)配置非常簡單，因此可以以相對(duì)較低的價(jià)格獲得。然而，它也是一種光學(xué)系統(tǒng)，隨著時(shí)間的推移，由于光源波動(dòng)和器件自熱引起的漂移，很容易產(chǎn)生誤差，而且雖然簡單，但不適合需要高精度的測量。導(dǎo)致大量的測量誤差。
雙束（doublebeam）方法改善了這些缺點(diǎn)。在雙光束法中，使用半反射鏡等將分光計(jì)分離的光分成樣品光和參考光。樣品光照射在樣品上，反射光和透射光被檢測器檢測到，與單光束法類似。一根參考光束用于校正由設(shè)備引起的漂移。
參考光和樣本光都含有設(shè)備引起的誤差，因此通過處理從參考光獲得的信號(hào)和從樣本光獲得的信號(hào)來消除影響。
2、分光光度計(jì)日常維護(hù)指南
測量儀器的問題是保持和保證其準(zhǔn)確性。分光光度計(jì)也不例外。一旦發(fā)生故障再采取措施就來不及了，因此日常檢查必不可少。
作為指導(dǎo)，我們將介紹分光光度計(jì)的一些重要指標(biāo)。每天管理該指數(shù)可以盡早發(fā)現(xiàn)異常情況。
波長精度
是指設(shè)備檢測到的波長與光源波長之間的誤差。光源或檢測器的準(zhǔn)確性可以通過每天進(jìn)行檢查來檢查。
波長重復(fù)性
是指重復(fù)測量同一波長時(shí)波長的變化。使用方差、標(biāo)準(zhǔn)差和平均值來管理誤差。
分辨率
評(píng)估測量單色光時(shí)的帶寬。帶寬有多種定義，但這里我們將使用 FWHM 來管理它。
雜散光是
指從設(shè)備獲得的目標(biāo)波長以外的光。如果不定義雜散光，所獲得的光譜的準(zhǔn)確性將變得不清楚。
