分光光度計的基本結(jié)構(gòu)都是由五個部分組成,即光源、單色器(單色儀)、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)。
1、光源
對光源的基本要求是：應(yīng)在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射并且有足夠的輻射強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性而且輻射能量隨波長的變化應(yīng)盡可能小。
紫外-可見分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光掉用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340～2500nm這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關(guān)在可見光區(qū)輻射的能量與工作電壓的4次方成正比。光電流也與燈絲電壓的n次方(n>l)成正比。因此必須嚴(yán)格控制燈絲電壓儀器必須備有穩(wěn)壓裝置。
在近紫外區(qū)測定時常用氫燈和氘燈它們可在160～375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。氘燈的燈管內(nèi)充有氫的同位素氘它是紫外光區(qū)應(yīng)用Z廣泛的一種光源其光譜分布與氫燈類似但光強(qiáng)度比相同功率的氫燈要大3～5倍。
2、單色器
單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置其主要功能應(yīng)該是能夠產(chǎn)生光譜純度高且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)的單色光。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡(透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色教元件起分光的作用。單色器的性能直接影響人射光的單色性，拉力試驗機(jī)從而也影響到測定的靈敏度、選擇性及校準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。
棱鏡常用的材料有玻璃和石英兩種。它們的色散原理是依據(jù)不同波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光所以玻璃棱鏡只能用于350～3200nm的波長范圍即只能用于可見光區(qū)域內(nèi)。石英棱鏡適用的波長范圍較寬可從185～4000nm即可用于紫外、可見、近紅外三個光域。
光柵是利用光的衍射與干涉原理制成的。它可用于紫外、可見及近紅外光域而且在整個波長區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。它具有色散波長范圍寬、分辨本領(lǐng)高、成本低、便于保存和易于制備等優(yōu)點。缺點是各級光譜會重疊而產(chǎn)生干擾。
入射、出射狹縫透鏡及準(zhǔn)直鏡等光學(xué)元件中狹縫在決定單色器性能上起重要作用。狹縫的大小直接影響單色光純度但過小的狹縫又會減弱光強(qiáng)。
3、吸收池
吸收池用于盛放分析試樣一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。為減少光的反射損失吸收池的光學(xué)面必須*垂直于光束方向.在高精度的分析測定中(紫外區(qū)尤其重要),吸收池要挑選配對。因為吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程長度的精度等對分光光度計分析結(jié)果都有影響。
4、檢測器
檢測器的功能是檢測光信號、測量單色光透過溶液后光強(qiáng)度變化的一種裝置常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。它們通過光電效應(yīng)將照射到檢測器上的光信號轉(zhuǎn)變成電信號。對檢測器的要求是：在測定的光譜范圍內(nèi)具有高的靈敏度；對輻射能量的響應(yīng)時間短；對不同彼長的輻射響應(yīng)均相同且可靠;噪音低穩(wěn)定性好等。
硒光電池對光的敏感范圍為300～800nm其中又以500～600nmZ為靈敏。這種光電池的特點是能產(chǎn)生可直接推動微安表或檢流計的光電流但由于容易出現(xiàn)疲勞效應(yīng)而只能用于低檔的分光光度計中。
光電管在紫外-可見分光光度計上應(yīng)用較為廣泛。它的結(jié)構(gòu)是以一彎成半圓柱形的金屬片為陰極陰極的內(nèi)表面涂有光敏層在圓柱形的中心置一金屬絲為陽極.接受陰極釋放出的電子。兩電極密封于玻璃或石英管內(nèi)并抽成真空。陰極上光敏材料不同光譜的靈敏區(qū)也不同。可分為藍(lán)敏和紅敏兩種光電管，超聲波探傷儀前者是在鎳陰極表面上沉積銻和艷可用于波長范困為210～625nm;后者是在陰極表面上沉積了銀和氧化艷。可用范圍為625～1000nm。與光電池比較它有靈敏度高、光敏范圍寬、不易疲勞等優(yōu)點。
光電倍增管是檢測微弱光Z常用的光電元件它的靈敏度比一般的光電管要高200倍因此可使用較窄的單色器狹縫從而對光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)有較好的分辨能力。
5、信號指示系統(tǒng)
它的作用是放大信號并以適當(dāng)方式指示或記錄下來。早期常用的信號指示裝置有直讀檢流計、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動紀(jì)錄裝置等。現(xiàn)在很多型號的分光光度計都可配套計算機(jī)使用一方面可對分光光度計進(jìn)行操作控制另一方面可進(jìn)行數(shù)據(jù)處埋。
