LAMBDA 1050+是珀金埃爾默紫外/可見/近紅外分光光度計系列的最新產品。該儀器采用多種最新的光學設計技術，包括全波長范圍檢測器、高分辨率、高能量光學系統搭配低雜散光全息光柵和多種自動設置采樣模塊。
高分辨率光譜儀能夠用來研究小分子的化學鍵，可觀測到精細的振動結構。LAMBDA 1050+采用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/可見區的分辨率（光譜帶寬）小于0.05 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），室溫下以固態形式存在，與它的蒸汽處于升華平衡狀態。碘蒸氣表現為紫色氣體，能夠吸收可見光。該吸收對應的是從單線態電子基態的最低振動能級到三重激發態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。
本報告中使用的耗材：
碘晶體（ACS）（購自Mallinckrodt Chemicals，1008）。
100 mm圓柱形長光程石英比色皿（珀金埃爾默#B0631098）
圓柱形比色皿支架（珀金埃爾默 #C0550303）
一段時間后，可以在比色皿中看到有紫色氣體形式的碘蒸氣形成。將比色皿略微加熱，加快這一過程。
為了確保獲得最準確的峰位置，在測量之前使用氘發射譜線進行波長校準。設置將LAMBDA 1050+參數設置為在630-500 nm范圍內掃描，0.05 nm狹縫、1.00秒響應時間和0.01 nm的數據間隔。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）
圖1.570 nm-500 nm波段的基線吸光度圖，展示了0.05 nm狹縫校正的部分基線的峰-峰噪聲放大圖。該噪聲水平遠低于被監測的振動躍遷的吸光度水平（點擊查看大圖）
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。
圖2.在100 mm光程長度的比色皿中用0.05 nm狹縫獲得的碘蒸氣光譜（紅色）。基線（藍色）用于比較（點擊查看大圖）
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振動態產生的，而短波長一側的峰是v" = 0振動態產生的。
圖3.540-575 nm波段的放大圖，圖中顯示了雙峰區域。長波長一側的峰是由v" = 1振動態產生的，而短波長一側的峰是v" = 0振動態產生的（點擊查看大圖）
530-500 nm波段的光譜區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的單色儀才能完全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。實際原始數據點疊加在圖上，以綠色點表示。圖上標記的是完全分離的相鄰峰，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生假峰的可能性。
圖4.517.6-515.0 nm波段碘蒸氣光譜（紅色）放大區域，顯示出多次清晰的振動躍遷。圖上疊加的是掃描獲取的原始數據點（綠點）和相同比例的基線（藍色）。間隔為0.04 nm時，峰完全分離；間隔為0.03 nm時，峰在多個位置均可分辨出來（點擊查看大圖）
515.54-515.80波段區域大幅放大（圖5），其中由原始數據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）。
圖5.515.54-515.80波段區域大幅放大，其中由原始數據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）（點擊查看大圖）
結論
超高分辨率掃描是分光光度計應用的一大突破。高能量光學系統組合，采用最小的分辨率（小于0.05 nm）和業界最佳波長精度（0.025 nm），讓您可以自信地獲取優質高分辨率的參考數據。
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和學術應用的理想工具。
參考文獻
1.D.P. Shoemaker, C.W. Garland, and J.I. Steinfeld,Experiments in Physical Chemistry, 8th ed. McGrawHill,New York, 2009.
2.Rodney J. Sime, Physical Chemistry, Saunders College Publishing, Philadelphia, 1990.
3.George, Simon; Krishnamurthy, N., Absorption spectrum of iodine vapor – An experiment, American Journal of Physics, Volume 57, Issue 9, pp. 850-853 (1989).
關注我們
歡迎點擊閱讀原文提交需求
17
立即詢價
您提交后，專屬客服將第一時間為您服務