CCF20110129015

wcly /. kwarcu, ze szkła optycznego, a w szczególnych przypadkach / tworzyw sztuc/ nych. Grubość kuwet wynosi zazwyczaj 10 mm, ale są kuwety grubości mniejszej (np I mm) i większej (np. 100 mm).

Detektory

Stosowane w spektrofotometrach UV-Vis detektory fotoelektryczne przetwarznji| energię promieniowania elektromagnetycznego na energię elektryczną. Detektory po winny charakteryzować się:

•    dużą czułością oraz niskim poziomem szumów własnych,

•    szerokim zakresem liniowości wskazań, czyli proporcjonalnością przetwarzaniu sygnałów optycznych na elektryczne.

Z dużej grupy detektorów fotoelektrycznych w spektrofotometrach UV-Vis najeżę ściej są stosowane:

•    fotokomórki,

•    fotopowielacze,

•    fotodiody.

Fotokomórki są detektorami opartymi na zjawisku fotoelektrycznym zewnętrznym Dostarczona przez fotony energia wyzwala elektrony z fotoczułej katody. Uwolnione elektrony są przyspieszane w polu elektrycznym między katodą a anodą i wywołu|i| prąd elektryczny w obwodzie zewnętrznym. Czułość fotokomórek zależy od materiału fotokatody. Najczęściej jest stosowane rozwiązanie, w którym fotokatoda jest zbudowali z trzech warstw: dobrze przewodzącego metalu (np. Ag) — warstwy półprzewodzącej warstwy absorpcyjnej, najczęściej jest to metal alkaliczny. Z reguły w spektrofotometr li UV-Vis są zamontowane dwie wymienne fotokomórki:

•    „niebieska”, na zakres UV do 650 nm, z fotokatodą antymonowo-cezową, o skin dzie Ag — stop Cs/Sb — Cs.

•    „czerwona” na zakres powyżej 650 nm, z fotokatodą zbudowaną z trzech warstw Ag — stop Cs/CsO — Cs.

Fotopowielacze (fotomnożniki) są to układy, w których wykorzystuje się zjawisk wtórnej emisji elektronów. Fotopowielacze składają się z:

•    fotokatody,

•    układu powielającego, zawierającego szereg elektrod zwanych dynodami,

•    anody.

Działanie fotomnożnika polega na tym, że foton, padając na fotokatodę, wybija z nil elektrony, te zaś, trafiając na dynodę, wywołują wtórną emisję elektronów, przy czym każdy z elektronów wybija z dynody kilka nowych. Proces ten powtarza się na kolej nych dynodach i w wyniku otrzymujemy wielokrotne wzmocnienie fotoprądu. Schemil! ideowy fotopowielacza przedstawiono na rys. 6.16.

Fotodiody są detektorami, w których wykorzystuje się zjawisko fotoelektryczne wi) : wnętrzne. Stosuje się w nich materiały półprzewodnikowe, w których pod wpływm absorpcji fotonów następuje wzbudzenie nośników ładunku (elektronów) z pasma wii lencyjnego do pasma przewodnictwa. Fotodiody mogą być zbudowane z półprzewodm ków typu n-i-p, w których na warstwę czystego półprzewodnika nanosi się warslwi

Rys. 6.16. Schemat fotopowielacza (Ifi, U2, t/₃,... ,U„ — dynody)

i iki .innego półprzewodnika o właściwościach typu p, a z drugiej strony warstwę pół-i i/rwodnika typu n. Z obydwu stron półprzewodnika przykłada się metalowe elektrody diodę podłącza się do zewnętrznego źródła napięcia polaryzującego ją w kierunku

.......twym. Pod wpływem oświetlenia płynie prąd proporcjonalny do liczby zaabsor-

111 tych fotonów. Fotodiody charakteryzują się:

•    dużą szybkością odpowiedzi,

•    stabilnością wskazań i niskim poziomem szumów,

•    dużą czułością, porównywalną z czułością fotokomórek.

W spektrometrach UV-Vis mają zastosowanie fotodiody krzemowe, które w zależno-i od rodzaju substancji uczulających mogą być czułe w różnym zakresie spektralnym, pinktyce znalazły zastosowanie szeregi fotodiod złożone z wielu elementarnych detek-i"\\ Technologia produkcji współczesnych detektorów fotodiodowych jest analogiczna i . hrlinologii stosowanej przy wytwarzaniu mikroprocesorów. Na przykład detektor w i- Id i u fotometrze HP8452A produkowanym przez firmę Hewlett-Packard złożony jest 'Ui elementarnych detektorów fotodiodowych, które zajmują powierzchnię 18 mm x

¹ i......a ich czas odpowiedzi na naświetlenie wynosi 100 milisekund. Detektory w ta-

'" i postaci nazywane matrycami diodowymi (ang. diodę array) są stosowane w nowej lirincji spektrofotometrów UV-Vis. Są to przyrządy o wielokanałowej fotodetekcji, mmi/liwiąjące szybką odpowiedź i szeroki przedział liniowości wskazań.

Wskaźniki, rejestratory, komputery

Spektrofotometry niższej klasy są sterowane „ręcznie”, natomiast przyrządy klasy " dlllcj i wyższej są sterowane komputerami. W przyrządach niższej klasy układami i "Miniowymi — wskaźnikami — są mierniki typu wychyleniowego, kompensacyjnego luli cyfrowego.

W układach wychyleniowych sygnał z detektora, po wzmocnieniu, jest podawany do |d/.cnia pomiarowego, którym najczęściej jest galwanometr wyskalowany w jednost-