分光光度計(jì)分為哪幾類

分光光度計(jì)是實(shí)驗(yàn)室一種極為常見的分析儀器。一般分類如下：

1、單光束型

該類型屬于低檔儀器，其典型光路圖見圖-1所示：

圖-1 原始721型單光束比色計(jì)光路示意圖

該類型的儀器光路結(jié)構(gòu)簡單，由于光源僅使用鎢燈，因此使用波長范圍只能局限在360nm～800nm之間。分光器采用的是比光柵價(jià)格便宜的三棱鏡；并且檢測器使用的是光電管而不是價(jià)格昂貴靈敏度更高的光電倍增管（PMT）；此外該儀器的終端顯示器是一只簡單的機(jī)械指針式的表頭。一般而言，此類儀器只能做單波長（單點(diǎn)）測量而不能做波長掃描測量。綜上所述，這是一款大眾普及型產(chǎn)品；所以也有人習(xí)慣上將這類儀器稱之為“比色計(jì)”。

由于721型比色計(jì)是一款問世較早的儀器，加之價(jià)格便宜，操作簡單，亦能勝任一般的簡單分析，所以目前還有一部分的市場需求，為此，目前許多國內(nèi)儀器生產(chǎn)廠商在原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上面各自做了一些改動(dòng)，以提高競爭力。例如將顯示器改為液晶的，光源部分增設(shè)了氘燈，檢測器使用了二極管陣列檢測器等。

圖-2常用的721型分光光度計(jì)

2、準(zhǔn)雙光束型

這類型屬于中低檔儀器，其光路結(jié)構(gòu)見圖-3所示：

圖-3 準(zhǔn)雙光束型光路結(jié)構(gòu)示意圖

從圖-3 可以看出，此類儀器較前面的單光束儀器而言有了很大的改變。首先是光源部分增加了氘燈，如此就可以加大了波長的測量范圍，由原來的300～800nm，擴(kuò)展為190～1100nm。其次，分光系統(tǒng)采用了分辨率更高的光柵以及增加了帶通濾光片，從而減少了雜散光的干擾。此外數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也采用了單板機(jī)和液晶顯示器，并兼有打印機(jī)。

但是此類型的儀器為何稱之為“準(zhǔn)雙光束”儀器呢？從圖-3不難看出，盡管分光系統(tǒng)分開產(chǎn)生了兩束光——即樣品光束和參比光束，但是真正通過樣品的只有一束樣品光；另一束參比光并沒有進(jìn)入?yún)⒈热芤浩鸬娇鄢尘暗淖饔茫侵苯拥竭_(dá)檢測器2。

這樣設(shè)計(jì)的目的主要是為了克服光源燈能量漂移的弊端。如果光源燈的能量漂移的話勢必會影響到檢測值的波動(dòng)；增加了參比光光束，則可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測光源的變化，然后將這個(gè)變化值去與樣品檢測值做比較，也就是實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算，最后達(dá)到檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定的效果，所以將此類型的儀器稱之為“準(zhǔn)”雙光束，而不是“完全”雙光束儀器。這個(gè)特點(diǎn)是單光束儀器不可比擬的。為此也有的廠家將這種儀器稱為“比例雙光束”型儀器。目前許多國產(chǎn)儀器廠家已經(jīng)大批量的生產(chǎn)此類儀器了。

但是此類型儀器也有兩個(gè)美中不足之處；一個(gè)是光源需要兩只燈，這需要兩套供電電路;另一個(gè)是樣品池架需要人工推拉轉(zhuǎn)換。為此,目前有的國內(nèi)外廠家對此做了改進(jìn)。請看圖-4的儀器光路圖：

圖-4 改進(jìn)型準(zhǔn)雙光束光路結(jié)構(gòu)示意圖

從圖-4可以看出光源僅僅使用了一只高強(qiáng)度長壽命的氙燈，這樣就免去了以往的鎢燈和氘燈的切換，同時(shí)也提高了信噪比。6連池的使用可以實(shí)施自動(dòng)切換，提高了工作效率。

3、雙光束雙檢測器型

該類型屬于中檔儀器，其光路結(jié)構(gòu)見圖-5所示：

圖-5 雙光束雙檢測器型光路結(jié)構(gòu)示意圖

從圖-5可以明顯地看出，該類型儀器真正體現(xiàn)出了雙光束儀器的特點(diǎn)，也就是兩束測試光譜同時(shí)進(jìn)入樣品里的兩個(gè)樣品中去。如此，便可以真正地實(shí)現(xiàn)同步掃描，已取得準(zhǔn)確無誤的測試結(jié)果。由于該類型儀器采用了兩只硅光電二極管（PD）作為檢測器，所以稱為“雙檢測器”型。

這種半導(dǎo)體檢測器的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，無需負(fù)高壓電路；價(jià)格低廉；壽命長，不易損壞；在一般的室內(nèi)環(huán)境下，即使曝光也不會產(chǎn)生靈敏度下降的結(jié)果，因此維修很便利。且在近紅外區(qū)的靈敏度要高于光電倍增管。但這種檢測器最大的短板是：紫外區(qū)的靈敏度不如光電倍增管。

4、雙光束單檢測器型

這類型屬于高檔儀器，其光路結(jié)構(gòu)見圖-6所示：

圖-6雙光束單檢測器型光路結(jié)構(gòu)示意圖

這類型儀器與前面儀器相比較有兩大特點(diǎn)：一個(gè)是將光電二極管（PD）檢測器改為光電倍增管（PMT）檢測器；另一個(gè)是將原有的作為分束器使用的半透半反鏡改為扇形鏡。

這種改動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：由于光電倍增管的放大倍數(shù)是通過改變負(fù)高壓來實(shí)現(xiàn)的，因此可以提高紫外區(qū)吸收信號的增益。

使用扇形鏡的優(yōu)點(diǎn)是可以提高信噪比。因?yàn)榍懊娼榻B的半透半反鏡是將單色器射出的單色光一分為二成兩個(gè)光束；如此，實(shí)際上樣品光束和參比光束僅能各得到50% 的入射光量，這就會降低了信噪比（S/N）。而目前使用了扇形鏡后，就會將單色器射出的光百分之百交替地傳輸?shù)綐悠烦睾蛥⒈瘸厝ァ＿@無疑地提高了儀器的信噪比。

5、雙單色器雙光束單檢測器型

這類型屬于超高檔專用型儀器，其光路結(jié)構(gòu)如圖-7所示：

圖-7 雙單色器雙光束單檢測器型光路結(jié)構(gòu)示意圖

該類型儀器最大的特點(diǎn)如下：

a.由于采用了兩個(gè)串聯(lián)的單色器，所以從單色器輸出的單色光譜更加純正，也就是說其他的雜散光和偏振的干擾更少了。因此也就無需再使用傳統(tǒng)的濾光片來減少雜散光的干擾，這無疑會增加了光透量。

b.由于增加了硫化鉛紅外檢測器之故，該類型的儀器所測量的波長范圍更寬了，根據(jù)檢測器的選用不同，可以從190nm～3200nm之間選擇。

c.由于設(shè)計(jì)了寬大的樣品室（倉），這樣可以將大型固體的樣品放置到測試平臺上直接測量，無需拆解,例如光學(xué)鏡頭，大體積晶體等，所以有的使用者將這類儀器俗稱為“大紫外”。

因此，這類型儀器倍受光學(xué)器材生產(chǎn)和科研單位的推崇。

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