使用珀金埃爾默 LAMBDA 1050+ 實現(xiàn) 高分辨率掃描性能
簡介:LAMBDA 1050+ 是珀金埃爾默高性能紫外/可見/近紅外雙單色儀分光光度計系列的新產(chǎn)品。該儀器采用多種新的光學設計技術,包括全波長范圍三檢測器技術、高分辨率、高能量光學系統(tǒng)搭配低雜散光全息光柵、和用于增強近紅外(NIR)性能的銦鎵砷(InGaAs)采樣模塊。超高分辨率掃描是 這種新儀器的一大突破。高分辨率光譜儀能 夠 用 來 研 究 小 分 子 的 化 學 鍵,這 樣 可 觀 測 到 精 細 的 振 動 結 構。LAMBDA 1050+ 采用真正的 Littrow 設計的雙單色儀,以及適用于紫外 / 可見光波段的 1440 條 /mm 定制全息光柵和適用于近紅外光波段的 360 條 /mm 定制全息光柵。LAMBDA 1050+ 在紫外 / 可見區(qū)的分辨率(光譜帶寬)不大于 0.05 nm。光學系統(tǒng)的理論極限分辨率不大于 0.03 nm。本文將使用碘蒸氣探索 LAMBDA 1050+ 的高分辨率功能。碘是常見鹵素中最重的元素(原子序號 =53,原子量 =127),室溫下以固態(tài)形式存在,與它的蒸汽處于升華平衡狀態(tài)。碘蒸氣表現(xiàn)為紫色氣體,能夠吸收可見光。該吸收對應的是從單線態(tài)電子基態(tài)的振動能級到三重激發(fā)態(tài)的高振動能級的自旋禁阻躍遷
實驗碘晶體(ACS)購自 Mallinckrodt Chemicals(1008)。為了提高實驗的靈敏度,使用 100 mm 圓柱形長光程石英比色皿(珀金 埃 爾 默 #B0631098)和 圓 柱 形 比 色 皿 支 架(珀 金 埃 爾 默 #C0550303)(如下圖所示)。將少量碘晶體加入比色皿中,塞緊。
為了確保獲得最準確的峰位置,在測量之前使用氘發(fā)射譜線進行波長校準。設置將 LAMBDA 1050+ 參數(shù)設置為在 630—500 nm 范圍內(nèi)掃描,0.05 nm 狹縫、1.00 秒響應時間和 0.01 nm的數(shù)據(jù)間隔。以空氣(空光束)為參照進行背景校正。當使用0.05 nm 狹縫進行本實驗時,應注意光能量大大降低。因此,使用較低的積分時間來確保噪聲水平將大大降低,低至正在記錄的實際振動躍遷水平之下。這樣便降低了錯誤識別有噪聲的實際躍遷峰的可能性。在上述條件下,基線峰 - 峰噪聲水平測定小于 0.002 A。(圖 1
結果獲得的碘蒸氣掃描結果以及用于比較的基線如圖 2 所示。注意,在所述條件下,振動躍遷遠高于峰 - 峰基線噪聲級。波長低于 550 nm 時,僅觀測到 v" = 0 躍遷;波長高于 570 nm 時,僅觀測到 v" = 1 躍遷。波長在 550 nm-570 nm 之間時,可以看到一系列雙峰(圖 3)。長波長一側的峰是由 v" = 1 振動態(tài)產(chǎn)生的,而短波長一側的峰是 v" = 0 振動態(tài)產(chǎn)生的。
530-500 nm 波段的光譜區(qū)域有一些很窄的振動躍遷,在此情況下,需要使用分辨率為 0.05 nm 的單色儀才能*分辨出最尖銳的吸收峰。圖 4 是 517.6-515 nm 波段的碘蒸氣光譜的放大圖。實際原始數(shù)據(jù)點疊加在圖上,以綠色點表示。圖上標記的是*分離的相鄰峰,間隔 0.04 nm。藍色圈標注的是分辨出來的最窄的峰,間隔 0.03 nm。基線以與藍色跡線和曲線圖底部相同的比例疊加,表明基線噪聲本身非常低,消除了在此吸光度水平上產(chǎn)生假峰的可能性515.54-515.80 波段區(qū)域大幅放大(圖 5),其中由原始數(shù)據(jù)點界定的峰可確定為三重峰,而兩個相鄰峰的實際間隔為 0.02 nm(515.73 和 515.75 nm)
結論研究型 LAMBDA 1050+ 是珀金埃爾默高性能紫外 / 可見 / 近紅外雙單色儀分光光度計系列的新產(chǎn)品。該儀器采用多種新的光學設計技術,包括全波長范圍三檢測器技術、高分辨率、高能量的光學系統(tǒng),采用高色散、低雜散光的全息光柵和用于增強近紅外(NIR)性能的銦鎵砷(InGaAs)采樣模塊。超高分辨率掃描是這種新儀器的一大突破。高能量光學系統(tǒng)組合,采用最小的分辨率(不大于 0.05 nm)和業(yè)界最佳波長精度(0.08 nm),讓您可以自信地獲取優(yōu)質(zhì)高分辨率的參考數(shù)據(jù)。通過碘蒸氣作為案例進行研究,結果表明,通常在間隔為 0.04 nm 可以分辨出吸收峰,甚至在間隔為 0.03 nm 和 0.02 nm 時,也是可能分辨出吸收峰的!LAMBDA 1050+ 在 0.05 nm 帶通掃描時的噪聲水平非常低,因此能夠可靠地識別碘蒸氣的多個振動躍遷。LAMBDA 1050+的分辨率已被證明,是研究小分子振動躍遷量子力學以及多種要求較高的工業(yè)和學術應用的理想工具
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