在科研與工業(yè)檢測領(lǐng)域,上海棱光紫外可見分光光度計憑借高精度測量性能備受青睞,其背后依托一系列精妙的光學(xué)與物理原理。
從核心的光學(xué)原理來看,它遵循朗伯-比爾定律。這一定律指出,當(dāng)一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時,其吸光度(A)與吸光物質(zhì)的濃度(c)及吸收層厚度(b)成正比,數(shù)學(xué)表達(dá)式為A=εbc(其中ε為摩爾吸光系數(shù))。此定律構(gòu)建了物質(zhì)濃度與光吸收程度之間的定量關(guān)系,是分光光度計實現(xiàn)高精度測量物質(zhì)含量的理論根基。
具體到儀器構(gòu)造與工作流程,光源是首要環(huán)節(jié)。
上海棱光紫外可見分光光度計通常配備氘燈和鎢燈,氘燈負(fù)責(zé)發(fā)射190-400nm的紫外光,鎢燈則提供400-800nm的可見光,兩者結(jié)合覆蓋了廣泛的光譜范圍,為不同物質(zhì)在各自特征吸收波長下的測量創(chuàng)造條件。穩(wěn)定且高強(qiáng)度的光源輸出,保證了后續(xù)測量中光信號的充足性與穩(wěn)定性,是高精度測量的前提。

光從光源發(fā)出后,進(jìn)入單色器。單色器是實現(xiàn)高精度測量的關(guān)鍵部件,上海棱光產(chǎn)品多采用光柵作為色散元件。光柵利用光的衍射原理,將復(fù)合光分解為不同波長的單色光。通過精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)與光學(xué)設(shè)計,可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)輸出單色光的波長,其波長精度可達(dá)±0.3nm甚至更高。以分析某種特定有機(jī)化合物為例,該化合物在254nm波長處有特征吸收峰,借助分光光度計精確的波長調(diào)節(jié)能力,能確保在此波長下對其進(jìn)行測量,避免其他波長光的干擾,極大提升測量的準(zhǔn)確性。
經(jīng)單色器分光后的單色光進(jìn)入吸收池,吸收池內(nèi)放置待測樣品。上海棱光的吸收池多采用光學(xué)性能優(yōu)良的石英材質(zhì)(用于紫外光區(qū))或玻璃材質(zhì)(用于可見光區(qū)),其光學(xué)面高度光潔且嚴(yán)格垂直于光束傳播方向,可減少光的反射與散射損失,保證光在樣品中穩(wěn)定傳播并被充分吸收。樣品對特定波長光的吸收遵循朗伯-比爾定律,導(dǎo)致光強(qiáng)度按物質(zhì)濃度與吸收層厚度的乘積比例衰減。
從吸收池出射的光,由檢測器接收。上海棱光常選用光電倍增管(PMT)或硅光電池作為檢測器。光電倍增管具有靈敏度,可將微弱的光信號轉(zhuǎn)化為電信號并進(jìn)行多級放大;硅光電池則具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。它們能精準(zhǔn)地將光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)化為電信號變化,且保證電信號的線性度與穩(wěn)定性,為準(zhǔn)確測量吸光度提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
最后,檢測器輸出的電信號傳輸至信號處理與顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)對電信號進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后,依據(jù)朗伯-比爾定律計算出樣品的吸光度,并在顯示屏上直觀呈現(xiàn)。同時,儀器內(nèi)置的先進(jìn)算法可對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行基線校正、噪聲濾波等處理,進(jìn)一步消除測量過程中的誤差,確保測量結(jié)果的高精度與可靠性。
上海棱光紫外可見分光光度計通過各部件緊密協(xié)作,從光源的穩(wěn)定輸出、單色器的精準(zhǔn)分光、吸收池的低損耗傳輸、檢測器的靈敏轉(zhuǎn)換,到信號處理系統(tǒng)的精確運(yùn)算,環(huán)環(huán)相扣,共同實現(xiàn)了對物質(zhì)在紫外-可見光譜區(qū)的高精度測量,為各行業(yè)的科研與質(zhì)量控制提供了有力支撐。