Detektoren er en af de vigtigste dele af spektrofotometret. Her kan du lære mere om, hvilke detektorer der bruges i spektrofotometri, og hvordan de fungerer.
Detektorens rolle er at omdanne lys til et proportionalt elektrisk signal, hvilket spektrofotometret kan reagere på.
CCD-kamera
En af de mest populære detektorer, til anvendelse i spektrofotometre, er CCD-kameraet (ladekoblet enhed). Det er et integreret kredsløb, der består af en række koblede (foto) kondensatorer, der muliggør konvertering af indgående fotoner til elektrisk ladning.
Kondensatorerne består af millioner af detektorelementer, også kaldet pixels.
Enhedens mekanisme er baseret på indvendig fotoelektrisk effekt. Fotoner med tilstrækkelig energi rammer materialet, hvilket forårsager overførsel af ladning, der så bæres mellem materialets energibånd. Når CCD-overfladen oplyses, frigøres bærerne, som akkumuleres i kondensatorer. Bærerne forskydes i kredsløbet, hvilket muliggør måling af intensiteten af indgående lys.
CCD-billedsensorer giver billeddata af høj kvalitet med lav støj og høj følsomhed.
Fotomultiplikatorrør
Brugen af fotomultiplikatorrør er også en meget populær type detektion, som især anvendes i UV-Vis-spektrofotometre.
Det er ekstremt følsomt for lys i med bølgelængder i UV, Vis og op til nær infrarød rækkevidde.
Hoveddelen af detektoren er et vakuumrør, der består af en fotokatode og en anode. Fotoner med tilstrækkelig energi rammer fotokatodematerialet og exciterer elektronerne på overfladen. Udsendte elektroner bevæger sig mod anoden, hvilket skaber en strømstyrke i vakuumrøret. Derudover sidder der en ekstra dynode mellem katoden og anoden, som fungerer som en elektronmultiplikator. En sådan opstilling er i stand til at forstærke den lille strøm, der udsendes af fotokatoden, typisk med en faktor på en million.
Denne type detektorer risikeres beskadiget, når de udsættes for lys med for høj intensitet.
Dioderækkedetektor (Fotodioderække)
Dioderækkedetektoren (DAD), også kendt som fotodioderækken (PDA), er en multikanaldetektor, der er i stand til samtidig anskaffelse over et bredt spektrum af bølgelængder. Typisk er DAD funktionel i bølgelængder fra 190 nm til 800 nm.
DAD består af en række fotodioder af silicium på en enkelt siliciumchip. Normalt bruges omkring 500-1000 dioder til detektionen.
Det hvide lys kommer gennem strømningscellen på diffraktionsgitteret, som opdeler lyset i enkelte bølgelængder. Det spredte lys opfanges derefter af multikanalrækken.
Diodearraydetektoren er mindre følsom end fotomultiplikatorrøret, men den muliggør til gengæld en samtidig måling af forskellige bølgelængder.
Ud over de tre vigtigste detektorer, der er beskrevet ovenfor, findes der også fotovoltaik med silicium, enkelt fast tilstand silicium fotodioder, to typer fotodiodedetektorer, fotorør og mange flere, hvis driftsprincipper og funktionaliteter er baseret på lignende mekanismer.
1) https://www.chromatographyonline.com/view/how-does-it-work-part-iv-ultraviolet-detectors
2) https://lab-training.com/2015/06/20/characteristics-of-uv-vis-spectrophotometric-detectors/
3) https://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_device