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使用 Agilent Cary 7000 全能型分光光度计进行超过 10 Abs 的光密度测量

作者：Robert Frances
安捷伦高级光学工程师

Travis Burt
安捷伦 Cary 系列紫外-可见-近红外产品营销经理

高光密度（吸光度）的测量无论对于科学家、工程师，还是对于从事生物光子行业到太阳镜设计等应用领域的生产商都具有重要意义。Agilent Cary 7000 全能型分光光度计 (UMS) 为高光密度样品测试提供独特的光度准确度、线性和动态范围。

为了检验该仪器在可见光和近红外光谱范围内的性能，我们最近测试了用于生产高衰减光学滤光片的高光密度材料。借助于滤光片叠加技术，我们对可见光区约 640 nm 处超过 10 Abs 的吸光度范围和近红外光区约 1500 nm 处超过 8 Abs 的吸光度范围进行考察，展示了该仪器的光谱测量范围、精度和线性。本文介绍了该实验的详细信息。

经济地测定光度线性和范围

滤光片叠加技术的使用提供了一种直接、低成本地测定光度线性和范围的方法，该方法无需使用昂贵的校准标准品。安捷伦出版物 5990-7843EN 中介绍了使用这一方法对电磁光谱中可见光区的测量。我们的研究仍应用这一方法，在可见和近红外光谱区域内确认光度测量范围，然后再进行样品分析。

后光束衰减器视情况使用。当照射到样品上的入射光被高度衰减时，就需要使用后光束衰减器 (RBA) 增加仪器的动态范围。RBA 平衡了到达检测器的测量光束和参比光束信号（或者光强），非常适用于测量高吸光度样品。可以使用下文介绍的网式滤光片或是 Agilent Cary 全自动后光束衰减器达到 RBA 的效果。

滤光片叠加技术测量演示

为了研究可见光区的光度测量范围，我们测量了叠加的 BG25 滤光片和网式衰减片。

数据采集过程如下：我们将 RBA 的吸光度设为 4.5 Abs，然后以 1 s 的光谱平均时间测量基线。分别测量 BG25 和网式衰减片。接下来延长光谱平均时间至 50 s 测量光束挡住时的值，然后测量叠加的 BG25 滤光片和网式衰减片。所有的测量结果都用透射率 (%T) 表示。测量过程中，我们尤其要注意滤光片在不同测量中的位置和移动。

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图 1. BG25 滤光片（蓝线）、网式衰减片（黑线）、以及 BG25 和网式衰减片叠加测试（红线）的光谱图。绿色光谱图是预计值，即蓝线和黑线的数学加和

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图 2. UG11 滤光片 1（蓝线）、UG11 滤光片 2（黑线）、以及 UG11 滤光片 1 和 2 叠加测试（红线）的光谱图。绿色光谱图是预计值，即蓝线和黑线的数学加和

我们对数据进行处理，将所有的测得值都减去光束完全挡住时的值，并将所有的数据转换成以吸光度为单位。将 BG25 滤光片和网式衰减片的光谱图相加，得到的光谱图就作为两者叠加测试的预测谱。

使用同样的方法叠加测试两个 UG 11 滤光片在近红外区的吸收。

测试值和预计值完美匹配

图 1 展示了滤光片在可见光区的测试结果。最大吸收峰位于约 640 nm 处，吸光度超过了 10 Abs，实测值（红色光谱图）和预计值（绿色光谱图）能够完美地匹配。滤光片叠加测量得到的良好信噪比表明 Cary 7000 UMS 具有卓越的性能，甚至可以测量最大吸收附近的极弱的信号。

图 2 展示了滤光片在近红外光区的测试结果。最大吸收峰位于约 1500 nm 处，吸光度超过了 8 Abs，实测值（红色光谱图）和预计值（绿色光谱图）能够完美地匹配。

专利技术带来卓越性能

Agilent Cary 7000 UMS 和 Agilent Cary 5000 UV-Vis-NIR 的 PbS 近红外检测器都使用了 PbSmart 技术，市场上仅有两款产品使用此技术。PbSmart 是一项控制 Agilent PbS 检测器的专利技术。优秀的杂散光和仪器的光学设计完美结合，使其近红外性能处于行业领先地位。

滤光片叠加实验可以证明，分光光度计在可见光区超过 10 Abs 的光度范围内，以及近红外光区超过 8 Abs 的光度范围内均具有精确的测量能力。

滤光片叠加实验成功展示了 Agilent Cary 7000 全能型分光光度计在紫外-可见-近红外区域的光谱测量范围、精度和线性。如果您需要一款可以在高光密度下提供精确测量的分光光度计，不妨参考这一研究的技术简报全文 5991-2528EN。还可了解有关 Agilent Cary 7000 UMS 用于测量先进材料的更多信息。

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