광학 분광기의 유형

 광학  분광기의  유형

가장 일반적으로 세 가지  광학분광계:  분광광도계,  분광형광계  그리고   라만  분광계로 분류 할 수 있습니다.

1. 분광  광도계(UV‑Vis  분광계)

분광 광도계라는 용어는 과학 또는 산업 분야에 따라 정확한 정의로 함께 빛을 측정하는 매우 다양한 기기를 통칭하기도 합니다.  이 대부분의경우  '사진' 이라는  용어는  분광계가 파장과 함께 빛의 강도를 정량적으로  측정한 값을 표시하기 위해 사용됩니다. 

 학술  연구(특히  화학  및  생물학  실험실) 에서  분광 광도계 라는  용어는  특히  시료가 빛을 흡수하는 양을 측정하는  분광계를 지칭하기  위해  사용되며 원리는 아래 이미지와 같습니다.

(그림4. UV-Vis 모식도)

기본 단일 빔 분광광도계의 레이아웃이 그림 4에  나와  있습니다.  

일반적으로 UV 범위를 커버하는 중수소 아크 램프와 가시광선을 커버하는 텅스텐  할로겐 램프의 조합인 백색 광원으로 구성됩니다. 또는 전체 파장 범위를 커버하는 단일 크세논 아크  램프로 구성 되기도 하비다.

그런  다음  샘플에 도달하는 빛의 파장을 선택하는 여기  모노크로메이터로 구성되며, 이  빛은  용액과 같은 투명한 샘플의 경우  샘플을 통해 투과되 거나(그림  4  참조)  불투명한 샘플의 경우는  표면에서 반사됩니다.  

그런 다음 광전자  증배관  튜브 (PMT) 또는 실리콘 포토다이오드 검출기를  사용하여  투과  또는  반사광의  양을 측정하여  표시 합니다.

분광 광도계의 훨씬 더 발전된 버전은 과도 흡수 분광계로,  이는 시간에  따른  흡수 스펙트럼의 변화를 측정할 수 있으며 화학 반응 또는 단명 광여기 상태를 통해  생성된 임시 종을 관찰하는 데 필수적입니다.

분광형광계(Fluorescence/Photoluminescence  Spectrometer) 

spectrofluorometer는 샘플에서 형광 방출 (또는 더 일반적으로 광발광)을 측정하는 데 사용됩니다. 분광형광계와 형광/광발광 분광계라는  용어는 상호 교환이 가능하며 제조업체마다 다른 이름으로 부릅니다.  

일반적으로  spectrofluorometer는 분광광도계 와 크기가 비슷한 소형, 탁상형 기기를 의미하는 반면,  형광/광발광  분광계라는 용어는 보다 우수한  성능과  다양한  기능을 갖춘 대형 분광계를 명칭할때 사용됩니다. 

spectrofluorometer에서 층정되는 가장 일반적인 두  가지 스펙트럼은 여기 및 방

출  스펙트럼입니다. 여기 스펙트럼을 측정하기 위해 방출 모노크로메이터는 강한  형광 방출 파장으로 설정하고, 여기 모노크로메이터는 관심 있는 파장 영역을 스캔하여  검출기에서  모니터링되는  형광 세기의 변화(그림  9  파란색  곡선)를 통해  흡수을  나타냅니다. 샘플의 방출 스펙트럼은 이 방법의 역 순 입니다.  여기  모노크로메이터의 파장은 샘플의 강한 흡수가 있는 곳으로  설정하고, 방출 모노크로메이터는 관심 있는 파장 범위를 스캔하여 형광의  변화가 감지되어(그림  9  빨간색  곡선)  샘플의  형광  특징을  나타냅니다.

라만  분광계 

라만 분광계는 샘플에서 빛의 라만 산란을 측정하는데 사용됩니다. 

일반적인 라만  분광계의 설계는 그림 10에 나와 있으며 분광형광계와 유사하지만  몇 가지 중요한  차이점이  있습니다. 

분광형광계에서 사용되는 백색 광원 및 여기 모노크로메이터는 레이저로 바뀐다는 점이며.  그 이유는 두 가지로 볼수 있습니다. 그 중 첫 번째는 '라만' 이  산란  효과이므로 빛이 샘플에 흡수되지 않는다는 것입니다. 이는 흡수 기능과 일치시키기  위한 광대역 조정 가능 광원이 필요하지  않음을  의미합니다. 두 번째 이유는 라만 효과가 형광보다 훨씬 약하고 (라만 산란광에 대한 레일리 산란광의 비율은  ~106 )  신호를 높이기 위해 광자  플럭스가 높은 소스가 필수적이기 때문입니다.

레이저 광은 샘플에서 산란 되고 필터를 통과하여 훨씬 더 강렬한 Rayleigh 산란  성분이 제거 되며,  나머지 라만 산란광은  다음으로 Grating으로 전달됩니다 .

이를 CCD를 통해 파장을 보게 됩니다.