Рис. 3.35. Функциональная схема монохроматора с дифракционной решеткой. 1 — входная щель; 2 — объектив, формирующий параллельный поток световой энергии; 3 — дифракционная решетка; 4 — объектив, направляющий поток энергии на экран; 5 — экран; 6 — выходная щель
d-sinQ = К-^., где К = О, 1, 2 ...
Если на решетку падает свет разных длин волн, то максимумы для различных длин волн располагаются под различными углами Q к первоначальному направлению распространения света. Поэтому дифракционная решетка разлагает полихроматический свет в дифракционный спектр и употребляется как диспергирующий прибор.
Дифракционная решетка технологически более сложное изделие, чем призма. Большинство применяемых в настоящее время решеток изготовлены способом выжигания и голографическо-го копирования и представляют собой пластины с большим числом параллельных штрихов — до нескольких сот на миллиметр.
Основным преимуществом использования призмы в спектрофотометре является ее низкая стоимость.
Преимущество дифракционных решеток состоит в том, что они обеспечивают линейную дисперсию света на всем диапазоне видимого и УФ спектров. Отрицательным моментом применения •дифракционных решеток является их высокая стоимость в сравнении с призмами и светофильтрами.
Одной из самых важных характеристик мо-нохроматоров является полоса пропускания, выражаемая в единицах длин волн — нанометрах.
Если интерференционные фильтры дают ширину пропускания в диапазоне 6—20 нм, то призмы и дифракционные решетки дают более узкую полосу — менее 5 нм, а следовательно, и большую «чистоту» (монохромность) света, падающего на кювету с образцом. Полоса пропускания является одной из важнейших характеристик спектрофотометра. Уменьшение полосы пропускания влечет за собой повышение разрешающей способности спектрофотометра — значимой характеристики качества спектрофото-метрических приборов.
Кюветы. Все сказанное выше в отношении кювет применительно к фотоколориметрам и фотометрам полностью относится и к спектрофотометрам.
Специфичным остается только применение кварцевых кювет в случае работы спектрофотометров в УФ диапазоне, так как обычное стекло ультрафиолетовое излучение поглощает. В спектрофотометрах также применяются одноразовые кюветы из пластика, прозрачного для УФ.
Детекторы. Применение кремниевых фотодиодных матриц в современных моделях спектрофотометров позволяет повысить характеристики точности и быстродействия, расширить возможности выбора полос пропускания. Использование в спектрофотометрах излучения в УФ диапазоне накладывает повышенные требования на чувствительность детектора. При этом предпочтение, как правило, отдается фотоумножителям как более чувствительным вариантам построения детектора.
В отношении считывающих или выходных устройств спектрофотометров обычно выдвигаются более высокие требования по сравнению с требованиями к аналогичным устройствам фотоколориметров или фотометров(дисплеи,записывающие устройства, интерфейсы). Это связано прежде всего с задачами построения спектров, их анализа и наглядного представления, документирования и архивирования результатов.
Спектрофотометры с фотодиодной решеткой
Особым типом спектрофотометров являются приборы с фотодиодной решеткой или матрицей (PDA). Здесь свет от источника направляется непосредственно на образец и уже после этого — на дифракционную решетку, которая проецирует разложенный по поддиапазонам свет на фотодиодную решетку или матрицу. Последние содержат определенное количество фотодиодных датчиков, преобразующих световую энергию в электрические импульсы. Поэтому любой диапазон длин волн при подобной конструкции спектрофотометра дает свой «отклик» практически мгновенно, а не последовательно, как это имеет место в традиционной спектрофотометрии. Электрические импульсы с фотодиодов обычно обрабатываются микрокомпьютером с выводом результатов на дисплей. В зависимости от используемого для работы диапазона волн используются дейтериевая и/или вольфрамовая лампы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.