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光谱仪小百科 | 为啥光谱仪有那么多狭缝选择?

爱蛙科技
2022.12.16

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模块化光谱技术允许用户通过各种方式组合光学平台和附件,从而实现数千种应用。光谱仪中的可更换狭缝可增加更多灵活性。


光谱仪狭缝尺寸是确定光谱系统光学分辨率、衍射光栅色散和探测器像素数量的因素之一。选择狭缝尺寸涉及到权衡的问题:选择更大的狭缝宽度可提高通过量,但会牺牲光学分辨率。而选择较小的狭缝可获得更高的光学分辨率,但会降低通过量。狭缝尺寸的最佳选择需要权衡上述两个后果,这在很大程度上取决于具体的应用情况。

多狭缝选择大大增加灵活性


大多数海洋光学光谱仪的可更换狭缝有助于消除设计方面的不足,为用户提供更大的实验灵活性。例如,可以指定窄狭缝,以便在尖峰吸光度测量中获得高分辨率,然后切换到较宽的狭缝,以便在荧光和低光测量中获得高通量。

这是前几代模块化光谱仪的一大进步,原来的光谱仪需要制造商来更换狭缝组件。对于在光通量和光学分辨率之间保持精确平衡至关重要的应用来说,必须返回光谱仪进行调整,非常不方便。可更换狭缝避免了这些麻烦。

分辨率与通量之间的抉择


更换光谱仪狭缝为实验室常规吸光度和荧光测量提供了极大的优势。例如,测量氧化铝的吸光度时,具有狭窄、独特的峰值,需要恰当的分辨率才能正确解决,很可能需要 25 μm 或更窄的狭缝(图 1)。

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图 1. 使用不同狭缝宽度的 Flame 光谱仪测量氧化铝的吸光度。请注意,狭缝尺寸增加时对吸光度峰值的增宽效应。出于演示目的,光谱在 y 方向上进行了归一化。
但是,当实验受到信号强度或采集时间限制时——即需要较短的积分时间——高通过量则成为最重要的考虑因素,而 25 µm 的狭缝不会在所有情况下都能很好地发挥作用。
荧光测量就是这种情况,因为信号可能非常低,特别是在荧光分子浓度较低时。例如,以低浓度使用荧光标记,以实现产品的验证。在此类应用中,如需改进分辨率,较大狭缝的高通过量比较窄狭缝的更有效。
图 2 展示了狭缝尺寸变窄时对光谱仪光通量的影响。对于较小的狭缝尺寸,测量荧光分子所需的积分时间快速增加,因为可通过狭缝的光量大大减少。当测量速度至关重要时,这具有非常切实的优势。

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图 2. Flame 光谱仪测量水中荧光素的荧光。对数图显示了根据狭缝大小达到最佳信号电平所需要的积分时间。狭缝尺寸越小,所需要的积分时间就越长。

利用光谱仪的可更换狭缝,用户只需更换狭缝,即可调节光谱仪的光学分辨率和光通量性能。可更换狭缝为用户提供了光谱仪设计的更多自由度,无需在制造商工厂内对光谱仪进行返工和重新校准。

本文来源:海洋光学

如需了解更多详情或探讨创新应用,可拨打4001021226客服电话。作为授权合作伙伴,爱蛙科技(iFrog Technology)深耕光谱应用领域,致力于与海洋光学携手共同帮助客户面对问题、探索未来课题,为打造量身定制的光谱解决方案而努力。
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