原文由 vandyke(vandyke) 发表:
仪器的光谱带宽是通过狭缝宽度设定的,理论上带宽大小并不影响波长准确度仅影响波长分辨力,但实际上情况比较复杂,这取决于你测的是什么“样品”。
首先,第一种情况。从信号的原理来说任何狭缝对于原始信号就是一种窗函数,理想的狭缝是矩形的,也就是矩形窗,当你测量的“样品”——此时反映为光信号——是一个理论上无限窄的光时(脉冲函数),经过矩形窗的卷积,对于检测器的响应就应该是等腰三角形。这个过程其实就是用原子谱线灯(例如汞灯或者氘灯)进行波长验证时的结果,我们在光谱图上看到特征波长的峰就是一个尖锐的三角形,三角形的腰就是所设定的光谱带宽。当狭缝并非理想的矩形时(例如梯形),信号被梯形窗卷积,响应就是一个梯形甚至是不等腰梯形,此时峰的顶点就不好判断因此也影响了波长准确度。
其次,第二种情况。实际样品大多不是原子发射谱线那样接近理想的脉冲函数,而是有较宽宽度且波形不一定对称分布的吸收峰。我们假设狭缝是理想化的矩形,貌似这样不应该影响”样品“吸收峰准确度的判断了,但是错了。对于吸收峰宽度与光谱带宽相接近的情况,吸收峰的不对称性会导致波长由于带宽而变化,此时所谓的波长准确度也就受到影响。举个栗子,计量部门最常用氧化钬滤光片检定校准或者验证仪器波长准确度,但是这个滤光片的标准值是随着光谱带宽的大小有变化,使用时必须按照证书上的光谱带宽设定条件(一般是2nm)才会得到正确的数据。从这个例子可以看出,波长准不准光谱带宽的设置也有很大关系。
最后,上述两种情况是两种模型化的简化条件。当测量实际样品,而且仪器性能又不是非常好时,来自”样品“和狭缝的双重影响因素会叠加,可想而知波长准确度也就稀里糊涂了。当然,对于吸收峰比较宽的情况(远大于光谱带宽时),狭缝本身的影响可忽略。化学上很多溶液吸收峰都远大于2nm,所以不少仪器选择2nm则为默认带宽是有道理的。
如果我用计量部门校准的氧化钬滤光片在1nm或者2nm带宽下的波长标准值来验证仪器1.5nm带宽下的波长准确性,这样是否可行,会导致的误差有多大。