常見紫外可見分光光度計單色器介紹

單色器，指將光源發出的連續光譜分離成所需要的某一波長的單色光的器件。它是分光光度計的心臟部分。單色器主要由狹縫、色散元件和透鏡系統組成。其中色散元件是關鍵部件，色散元件是棱鏡和反射光柵或兩者的組合，它能將連續光譜色散成為單色光。狹縫和透鏡系統主要用來控制光的放相冊，調節光的強度和“取出”所需要的單色光，狹縫對單色器的分辨率其重要作用，它對單色光的純度在一定范圍內起著調節作用。

    紫外可見分光光度計中的單色器一般又分棱鏡單色器和光柵單色器兩種。

    一、棱鏡單色器

    棱鏡單色器是利用不同波長的光在棱鏡內折射率不同將復合光色散為單色光的。棱鏡色散作用的大小與棱鏡制作材料及幾何形狀有關。常用的棱鏡用玻璃用玻璃或石英制成。可見分光光度計可以采用玻璃棱鏡，但玻璃吸收紫外線，所以不適用于紫外線區。紫外-可見分光光度計采用石英棱鏡，它適用于紫外、可見光整個光譜區。

    二、光柵單色器

    光柵作為色散元件具有不可少獨特的優點。光柵可定義為一系列等寬、等距離的平行狹縫。光柵的色散原理是以光的衍射現象和干涉現象為基礎的。常用的光柵單色器為反射光柵單色器，它又分為平面反射光柵和凹面反射兩種，其中最常用的是平面反射光柵。由于光柵單色器的分辨率比棱鏡單色器分辨率高(可達±0.2nm)，而且它可用的波長范圍也比棱鏡單色器寬。因此目前生產的紫外線-可見分光光度計大多采用光柵作為色散的元件。近年來，光柵的刻制復制技術不斷改進，其質量也不斷的提高，因而其應用日益廣泛。

    常見的光柵單色器有以下幾種，見下表。

    1、Czerny-Turner 單色器，簡稱C-T型單色器。主要由入射狹縫、準直鏡、色散元件(光柵)、物鏡、出射狹縫組成。呈現典型的“M”形狀。這種光柵單色器是一種采用兩塊球面鏡作為準直鏡和成像物鏡的系統。兩塊球面鏡可相互補償彗差，具有較好的成像質量。C-T單色器如下圖所示：

    2、Seya-Namioka單色器，簡稱S-N型單色器。主要由入射狹縫、色散元件(光柵)、出射狹縫組成。呈現倒“V”形狀。這種單色器由于采用凹面光柵，具有聚光作用，光的能量比較高。另外，由于它沒有準直鏡或反射物鏡，因此，減少了出故障的概率。Seya單色器如下圖所示：

    3、Littrow光柵單色器，簡稱L型單色器，光束在光柵上的入射角接近等于衍射角，準直物鏡和成像物鏡同用一個物鏡。這種類型的單色器，又稱自準式光柵單色器。因為它的入射狹縫、出射狹縫很靠近，所以其雜散光比較大。

    4、Ebert型光柵單色器，簡稱E型單色器，是只用一塊凹面球面鏡的兩部分, 作為準直鏡和物鏡, 代替C-T 型光柵單色器的兩塊凹面球面鏡。此結構較簡單, 成本較低。

    5、Monk-Gilieson 型光柵單色器，簡稱M-G型單色器。

    值得注意的是：無論何種單色器，出射光光束常混有少量與儀器所指示波長十分不同的光波，即“雜散光”。雜散光會影響吸光度的正確測量，其產生的主要原因是光學部件和單色器的外壁內壁的反射和大氣或光學部件表面上塵埃的散射等。為了減少雜散光，單色器用途以黑色的罩殼封起來，通常不允許任意打開罩殼。