光譜分析導(dǎo)論修改ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 損害進(jìn)樣和原子化系統(tǒng)就可。 ? 紫外 可見吸收光譜、分子熒光光譜、分子磷光光譜、化學(xué)發(fā)光光譜均適用于紫外 可見波段，均采用 溶液 樣品，原因是水及一般的溶劑在紫外 可見波段均不吸光。 ? 紅外光譜： 由于水及一般溶劑均有紅外活性，因而不能采用溶液樣品 ，通常采用的溴化鉀固體壓片，也是基于溴化鉀在紅外波段沒有紅外活性且其固體壓片透光的事實(shí) . 檢測系統(tǒng) ? ? 在整個(gè)研究波長范圍內(nèi)對光輻射有恒定的響應(yīng)； ? 具有高靈敏度、高信噪比、響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)； ? 在沒有光輻射時(shí)，檢測器輸出信號應(yīng)該為零； ? 響應(yīng)光輻射所產(chǎn)生的信號還應(yīng)該正比于光輻射的強(qiáng)度。 ? 實(shí)際上， 理想檢測器是不存在的 ，主要是因?yàn)閷?shí)際的檢測器不可能在整個(gè)研究波長范圍內(nèi)對光輻射有恒定的響應(yīng)，與實(shí)際光源相關(guān)的作用于檢測器的光輻射強(qiáng)度I也是波長的函數(shù)，實(shí)際檢測器還存在暗信號輸出 S0。 ? ? ? ? 0()S k I S? ? ??? ? ? ? ? ()S k I? ? ?? 光電檢測器 ? 光電檢測器是將光信號轉(zhuǎn)換為可量化輸出的電信號的檢測器。 ? 一類檢測器的信號轉(zhuǎn)換功能主要通過 光敏材料 來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)光作用于光敏材料時(shí)，光敏材料釋放出電子，由此實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換； ? 另一類檢測器的信號轉(zhuǎn)換功能主要通過 半導(dǎo)體材料 來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)光作用于半導(dǎo)體材料時(shí)，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性將發(fā)生改變，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 ? 由于光敏材料釋放出電子以及半導(dǎo)體材料導(dǎo)電特性改變均需要一定的能量，而光能量的大小與波長呈反比，因此光敏材料和半導(dǎo)體材料只對紫外光、可見光和近紅外光敏感，相應(yīng)的光電檢測器只適用于紫外到近紅外光區(qū)的光譜檢測。 ? 所對應(yīng)的光譜法包括原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、原子熒光光譜、紫外 可見吸收光譜、分子熒光光譜、分子磷光光譜、化學(xué)發(fā)光以及近紅外光譜。 ? 紅外光的能量較低，不足以使光敏材料釋放出電子，或使半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性發(fā)生改變，因此 光電檢測器不能用做紅外光譜的檢測器 !!!!。 ? 常見的光電檢測器包括硒光電池、真空光電管、光導(dǎo)檢測器、硅二極管、光電倍增管以及硅二極管陣列和電荷轉(zhuǎn)移器件等。 ? 硒光電池、真空光電管、光導(dǎo)檢測器、硅二極管和光電倍增管為 單波長 檢測器，它們均需要通過狹縫采光，將不同波長的光投射到檢測器上分別檢測。 ? 硅二極管陣列和電荷轉(zhuǎn)移器件為 多道 檢測器，它們本質(zhì)上是多個(gè)單波長檢測器的集成，可進(jìn)行 多波長 同時(shí)測定。 ? 硒光電池通過半導(dǎo)體材料硒實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，其光譜響應(yīng)的波長范圍為 300~800nm，最靈敏響應(yīng)波長范圍為500~600nm。將硒沉積在鐵或銅的金屬基板上，硒表面再覆蓋一層金、銀或其他金屬的透明金屬層就構(gòu)成了硒光電池。 ? 真空光電管的光譜響應(yīng)范圍和靈敏度取決于沉積在陰極上的光敏材料性質(zhì)。因此，對不同波長區(qū)域光的檢測，應(yīng)該選用不同的光電管。 ? 光導(dǎo)電檢測器也叫半導(dǎo)體檢測器，無光照時(shí)，其電阻可達(dá) 200kΩ，而吸收輻射后，半導(dǎo)體中的某些價(jià)電子被激發(fā)成為自由電子， 電子和空穴增加，導(dǎo)電性能增加，電阻減小， 可根據(jù) 電阻 的變化檢測輻射強(qiáng)度的大小。 ? 敏感元件通常由金屬鉛、鎘、鎵、銦的硫化物、硒化物及碲化物形成的半導(dǎo)體晶體組成。 3. 光導(dǎo)電檢測器 ? 在一硅片上形成的反向偏置的 pn結(jié)構(gòu)成，反向偏置造成了一個(gè)耗盡層，使該結(jié)的傳導(dǎo)性幾乎降到了零。當(dāng)輻射光照射到 n區(qū)，就可形成空穴和電子。空穴通過耗盡層到達(dá) p區(qū)而湮沒，于是 電導(dǎo) 增加，形成光電流。可響應(yīng)的光譜范圍為 190～1100nm。 4. 硅二極管 5. 光電倍增管 ? 一種加上多級倍增電極的光電管，同時(shí)具有光電轉(zhuǎn)換和電流放大功能，其外殼由光學(xué)玻璃或石英玻璃制成，內(nèi)部為真空狀態(tài)。 ? 5. 光電倍增管 ? 光電倍增管由陰極 C吸收入射光子的能量并將其轉(zhuǎn)換為電子 ,其轉(zhuǎn)換效率（陰極靈敏度）隨入射光的波長而變化，這種光陰極靈敏度與入射光波長之間的關(guān)系叫做光譜響應(yīng)特性 陰極一般都采用具有低電子逸出動能的堿金屬材料所形成的光電發(fā)射面，而入射窗材料通常由硼硅玻璃、透紫玻璃（ UV玻璃）、合成石英玻璃和氟化鎂（或鎂氟化物）玻璃制成。 6. 硅二極管陣列 ? 在硅片上集成多個(gè)微型硅二極管即制成硅二極管陣列檢測器。 7. 電荷轉(zhuǎn)移器件 ? 電荷轉(zhuǎn)移器件是新型的 多道 檢測器，因其將電荷從收集區(qū)轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)后完成測定而得名。 電荷轉(zhuǎn)移器件測定光生電荷量的方法有兩種，一種是測量當(dāng)電荷從一個(gè)電極移到另一個(gè)電極時(shí)產(chǎn)生的電壓改變 。另一種是將電荷引入敏感放大器中測量，前者稱為 電荷注入器件 ，后者稱為 電荷耦合器件 。 熱檢測器 ? 熱檢測器是基于黑體吸收輻射并根據(jù)吸收引起的熱效應(yīng)測定輻射強(qiáng)度的一類檢測器。 ? 除光導(dǎo)電檢測器以外， 熱檢測器 廣泛用于 紅外 輻射的檢測，其響應(yīng)值與入射輻射的平均功率相關(guān)聯(lián)。 ? 1. 真空熱電偶 ? 基于導(dǎo)體（如鉑、鎳）或半導(dǎo)體吸收輻射后，溫度的改變使其電阻改變，從而產(chǎn)生輸出信號而構(gòu)建的檢測器，所采用的測量電路為 惠斯通電橋 。 ? 用厚約 10μm 的熱敏電阻安裝在散熱基片上制成熱敏元件，將兩個(gè)相同的該熱敏元件連接到惠斯通電橋的相應(yīng)兩個(gè)臂上，其中一個(gè)熱敏元件為檢測元件，用于吸收紅外輻射；另一個(gè)熱敏元件起補(bǔ)償環(huán)境溫度變化影響的功能，不用于吸收紅外輻射。 ? 當(dāng)檢測元件沒有 吸收紅外輻射 時(shí)，惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)，沒有信號輸出；當(dāng)檢測元件吸收紅外輻射時(shí)，檢測元件的電阻發(fā)生變化，惠斯通電橋不平衡，并輸出信號，此信號大小與紅外輻射強(qiáng)度呈正比。 2. 測熱輻射計(jì) 信號處理和讀出系統(tǒng) ? 信號處理和讀出系統(tǒng)主要由信號處理器和讀出器件組成。 ? 信號處理器通常是一種電子器件，它可放大檢測器的輸出信號。此外，它也可以把信號從直流變成交流（或相反），改變信號的相位，濾掉不需要的成分。同時(shí)，信號處理器也可用來執(zhí)行某些信號的數(shù)學(xué)運(yùn)算，如微分、積分或轉(zhuǎn)換成對數(shù)等。 ? 在現(xiàn)代分析儀器中，常用的讀出器件有數(shù)字表、記錄儀、電位計(jì)標(biāo)尺、陰極射線管等。 ? 通常，光電檢測器的輸出采用模擬技術(shù)處理和顯示，即將由檢測器出來的平均電流、電位等放大、記錄或饋入某一個(gè)適當(dāng)?shù)谋眍^。近年來，利用光電倍增管的輸出，將已應(yīng)用在 X射線輻射功率測量中的光計(jì)數(shù)技術(shù)，引入了紫外和可見光區(qū)的測量。 ? 與模擬技術(shù)比較， 光計(jì)數(shù)技術(shù) 有更多的優(yōu)點(diǎn)。它包括：改善信噪比和低輻射強(qiáng)度的靈敏度；提高給定測量時(shí)間的測量精度；降低光電倍增管電壓和溫度的敏感性。采用光計(jì)數(shù)技術(shù)需要較復(fù)雜的設(shè)備， 價(jià)格昂貴 ，目前該技術(shù)尚不能廣泛用于紫外可見光區(qū)的測量。而在那些低強(qiáng)度輻射中，如熒光、化學(xué)發(fā)光和拉曼光譜，已成為首選的方法。 The end,thank you!