분광광도계의 구조 - 3

분광광도계의 주요 구성 요소

광원 (Light Source)

분광광도계는 자외선과 가시광선 영역을 측정하기 위해 두 가지 램프를 사용합니다.

Type	Tungsten	Deuterium
Sign	W WI	D2
Property	A continuous spectrum of 300 - 3,000 nm is emitted.	A continuous spectrum of 168 - 500 nm, with maximum energy at 250 nm, is emitted.
Wavelength range	340 - 1,100 nm	185 - 360 nm
Spectrum energy

분광기(Spectroscope)

분광기는 백색광(white light)에서 원하는 파장의 단색광(monochromatic light)을 선택하는 역할을 합니다. 분광광도계에서 핵심적인 광학 부품 중 하나로, 빛을 분산시켜 특정 파장만을 시료에 조사할 수 있도록 합니다.

분산 방식의 종류와 특성

Type	필터(Filter)	프리즘(Prism)	회절격자(Grating)
Properties	특정 파장만 추출 가능. 회절격자와 함께 사용해 산란광(stray light)을 제거하는 데 활용됨.	175–2,700 nm 범위의 스펙트럼을 분산 가능. 파장에 따라 분산 정도가 달라짐.	전 파장에서 균일한 분산. 넓은 파장 범위를 확보 가능. 일정한 슬릿 폭을 유지하여 안정적인 스펙트럼 제공.
Types and materials
	유색 유리 필터(Colored glass filter), 간섭 필터(Interference filter)	수정(Crystal), 용융 석영(Fused quartz)	평면 회절격자(Plane diffraction grating), 오목 회절격자(Concave diffraction grating)

시료 셀(Sample Cell)

분광광도계에서 시료를 담는 용기를 셀(cell)이라고 부릅니다. 일반적으로 유리 셀(glass cell)과 석영 셀(quartz cell) 두 가지가 사용됩니다.

유리 셀 (Glass cell)

• 특징: 자외선 영역(340 nm 이하)의 빛은 거의 통과하지 못함.
• 용도: 340 nm 이상의 가시광선 영역 측정에 사용.
• 장점: 가격이 저렴하고 일반적인 측정에 적합.

석영 셀 (Quartz cell)

• 특징: 자외선–가시광선 전 영역의 빛을 투과할 수 있음.
• 용도: 주로 자외선 영역 측정에 사용.
• 단점: 가격이 비싸므로 필요한 경우에만 사용.

검출기(Detector)

검출기는 시료를 통과한 빛을 전기 신호로 변환하는 역할을 합니다. 이를 통해 흡광도나 투과율을 수치로 기록할 수 있습니다.

광학 반도체 (Optical semiconductor)	광전자증배관 (Photomultiplier)
- 자외선(UV)부터 근적외선(NIR)까지 넓은 영역에서 사용 가능 - 고속, 고감도, 저잡음 특성 - 가시광선에만 민감한 광전지(photo cell)도 존재 - 대표적으로 Si 포토다이오드(Silicon photodiode)	- 자외선과 가시광선 영역 모두에 민감 - 광전관(photoelectric tube)과 증폭기를 결합하여 약 10배 증폭 가능 - 인가 전압을 높이면 감도를 크게 향상시킬 수 있음 - 매우 높은 감도와 빠른 응답 속도를 제공