認識UV-Vis光譜儀的光譜帶寬及解析度

2022/03/07

什麼是光譜帶寬(Spectral Bandwidth)？

當一個單色器(monochromator)被設定一個特定波長時，具有高斯強度分佈波長的光會從出口狹縫發出。強度分佈如圖示1。

圖1. 單色器發出的波長高斯分佈圖

l₁ 及直虛線代表儀器上所設定的波數值；粗體黑線代表光抵達樣品的分佈。而光譜帶寬的定義為在譜線一半高度時的光譜寬度(半高寬FWHM),圖中利用兩條紅色直線及x軸的l_SB做表示。光譜的狹縫寬度則為波長總分佈，由藍色線條及l_SSW做表示。儀器的光譜帶寬一定會比光譜的狹縫寬度來得小。一個UV-Vis光譜儀的光譜帶寬取決於單色器的物理狹縫寬度，也因此決定了儀器的解析度能力。

什麼是解析度(Resolution)？

解析度最基本的定義是：儀器分辨細小光的能力，並區分不同的波長區域及區分這些細小的區域的能力。解析度最主要被儀器的物理狹縫寬度所限制，並且結合了光從單色器離開抵達儀器偵測器所產生的光學色散。降低物理的狹縫寬會降低光譜帶寬，進而增加儀器分辨相近波峰的能力。

光譜帶寬可變的好處是什麼？

使用不同的光譜帶寬時，我們可以發現並每次都使用最小的光譜帶寬就都是最好的。有時候降低光譜帶寬範圍會降低到達樣品的能力，進而降低了數據的準確性及再現性，也降低了偵測的極限。
進行定量實驗時，最重要的是提高待測物的訊雜比。這時候則需調控並優化吸收峰對應到雜訊的比例。分析時所選擇的光譜帶寬則應該要接近但是不少於吸收峰半高寬的1/10。可設定不同光譜帶寬的儀器，好處在於使用者可自行衡量需求，取決於想得到的解析度或是所欲到達的偵測極限。

結語

Thermo Scientific的UV-Vis光譜儀除了固定1.0 nm以外，也具有可變光譜帶寬的機型，取決於不同的實驗應用及需求。更多有關於UV-Vis光譜儀的機型及實驗應用，請洽詢新國科技公司。

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