分光光度計的測量及誤差(1)

上期提到，無論採用何種方法手段計算薄膜的光學常數，或者模擬反演光譜，影響求解誤差的根本素材就是光譜資料的精度。瞭解不同型別光譜儀器測量光譜的原理和測量誤差來源，有利於正確處理資料，從而得到更理想的效果。

在正式講解之前，首先明確幾個概念。從理論行講，當光輻照薄膜後，可能有以下行為：

以特定方向穿過樣品，即透過率，T；

反射鏡面反射，即反射率，R；

在薄膜的表面或體內產生漫反射，即散射率，S；

在薄膜的表面或體內被吸收，即吸收率，A。

這些物理量應該守恆，即T+R+S+A=1。

其中，散射和吸收之和被稱為光學損耗L=S+A。注意，這些符號和公式背後的值都是波長的函式。對於科研級的薄膜工作者，通常會利用專業的儀器去精細測量散射和吸收。對於大部分薄膜工程師，測量最多的是反射率和透過率，然後利用守恆公式推算出光學損耗。本節內容主要涉及透過率和反射率。

在介紹過程中，難免會藉助一些廠家的儀器作為介紹的藍本，這算是湊巧的免費廣告，希望各位同行諒解。以測量原理分類，常規光譜儀可以分為兩類。一類是色散型光譜儀，如PE的Lambda950，安捷倫的Cary-5000，上海欣茂的723PCS等。另外一類是傅立葉變換型光譜儀，如Olympus 的近紅外顯微分光測定儀 USPM-RU-W，南京涉谷-MSP100反射式光譜儀等。

本節先介紹色散型光譜儀，思路如下。首先介紹主流的光路設計結構；其次介紹光源、光柵、起偏器和探測器等內部器件，及由此引起的天然的測量誤差；最後舉例介紹測量條件對測量誤差的影響。

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