什么是分光光度法？分光光度法是通過對(duì)內(nèi)置光源發(fā)射到物體上造成反射的光譜功率分布進(jìn)行測(cè)量，再通過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理單元得到被測(cè)物的三刺激值，進(jìn)而由此計(jì)算出各種顏色參數(shù)。那么，分光光度法測(cè)色有何局限性？本文對(duì)分光光度法的原理及類型作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
什么是分光光度法？
分光光度測(cè)色方法主要是測(cè)量物體反射的光譜功率分布，或物體本身的光譜光度特性；然后再由這些光譜測(cè)量數(shù)據(jù)通過計(jì)算求得物體在各種標(biāo)準(zhǔn)光源和標(biāo)準(zhǔn)照明體下的三刺激值。這是一種精確的顏色測(cè)量方法，而且可以制成自動(dòng)化的測(cè)色設(shè)備。分光光度計(jì)是用多棱鏡或光柵將多色光分離成單色光，通過光敏組件取得樣品反射率或透過率，然后按公式計(jì)算出樣品的三刺激值。采用分光光度法的測(cè)色儀器測(cè)量準(zhǔn)確度高，但是系統(tǒng)復(fù)雜操作麻煩，成本高，適合于要求較高的測(cè)色與配色場合。
分光測(cè)色儀的分光原理基本有三種：旋轉(zhuǎn)濾色片分光法、散射棱鏡分光法、衍射光柵分光法，如下圖所示。第一種方法是在圓盤上安裝20-30個(gè)窄帶濾色片，通過旋轉(zhuǎn)圓盤來實(shí)現(xiàn)分光。后兩種方法是利用光的色散，把光源的復(fù)合輻射分解成不同波長的單色輻射，并按一定的順序排列，使用的色散組件是棱鏡或衍射光柵。
常用分光光度計(jì)的波長間隔是10nm或20nm，被記錄的可見光譜被分成約30段。在一些高精度的系統(tǒng)中，測(cè)量間隔也可以更?。ㄖ?nm），然后在規(guī)定照明體和觀察視場下，通過光電探測(cè)器逐個(gè)對(duì)每段波長的光量進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)反射光譜或透射光譜計(jì)算出待測(cè)品的色度值。
不同照明體和觀察視場的CIE坐標(biāo)也能通過分光光度計(jì)光譜測(cè)量的數(shù)據(jù)來計(jì)算。具體地講，從光譜數(shù)值轉(zhuǎn)換到CIE顏色三刺激值時(shí)，照明體直接作為一個(gè)參數(shù)，所以如果從一種照明條件再向其它照明體條件轉(zhuǎn)換時(shí)，就要采用數(shù)學(xué)逼近計(jì)算法。
分光光度法的類型：
1.按照光譜組成劃分
按照光路組成的不同，分光光度法可以分為單光束分光測(cè)色法和雙光束分光測(cè)色法。
單光束分光測(cè)色法只采用一個(gè)分光器件和一個(gè)探測(cè)器。測(cè)量時(shí)，通過比較參照物和樣品在同一波長上反射的單色輻射功率得出數(shù)據(jù)，采用軟硬件措施消除測(cè)量的系統(tǒng)誤差（光源光強(qiáng)分布差異、光路變化、溫度變化、電路漂移等）。該方法成本較低。
雙光束分光測(cè)色法采用兩個(gè)分光器件和兩個(gè)探測(cè)器同時(shí)測(cè)量樣品和參照標(biāo)準(zhǔn)，克服了系統(tǒng)變化帶來的誤差。
2.根據(jù)光譜信號(hào)采集方式劃分
根據(jù)光譜信號(hào)采集方式不同，可以把分光光度法分為光譜掃描法和光電攝譜法兩種.
（1）光譜掃描法
光譜掃描法是單通道測(cè)色方法。它按一定波長間隔，采用機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)，逐個(gè)波長采集光譜信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理后顯示數(shù)據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)是精度較高，缺點(diǎn)是光路和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量速度慢，且波長重復(fù)性差，對(duì)光源的穩(wěn)定性要求較高，受光源的不穩(wěn)定性等因素影響嚴(yán)重，不適合在線測(cè)量，此類儀器一般由光源、單色器、探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理和輸出裝置組成，其光源一般為穩(wěn)定性光源，如鹵鎢燈、氙燈等。單色器是儀器的核心，分為棱鏡分光式、光柵分光式和濾光片分光式等。探測(cè)器采用光電倍增管及光電管。
（2）光電攝譜法
光電攝譜法可同時(shí)探測(cè)全波段光譜。它通過分光系統(tǒng)由多通道光電探測(cè)器探測(cè)待測(cè)物整個(gè)空間光譜能量的分布信息，然后將光譜信息產(chǎn)生的時(shí)序信號(hào)送入處理電路進(jìn)行處理和計(jì)算，最后顯示數(shù)據(jù)。光電攝譜法是光譜分析技術(shù)領(lǐng)域中的一次革命，與使用單色儀和光電倍增管的傳統(tǒng)光譜掃描測(cè)量系統(tǒng)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，例如測(cè)量時(shí)間極短，信噪比較高，對(duì)光源穩(wěn)定性要求低，不必使用機(jī)械掃描就能獲取空間分辨和時(shí)間分辨光譜特別適用于瞬態(tài)和大數(shù)據(jù)量的光譜測(cè)量。
分光光度法測(cè)色的局限性：
分光光度法又叫測(cè)色光譜光度計(jì)，它是通過樣品反射（透射）的光能量與同樣條件下標(biāo)準(zhǔn)反射（透射）的光能量進(jìn)行比較得到樣品在每個(gè)波長下的光譜反射率，然后利用CIE 提供的標(biāo)準(zhǔn)觀察者和標(biāo)準(zhǔn)光源按如下公式計(jì)算，從而得到三刺激值X、Y、Z，再由X、Y、Z按CIEYxy，CIELab等公式計(jì)算色品坐標(biāo)x、y，CIELAB色度參數(shù)等。
在分光光度法下，利用分光光度計(jì)的分光部分直接得出樣品在每個(gè)波長下的光譜反射率，然后利用CIE提供的標(biāo)準(zhǔn)觀察者x（λ）、y（λ）、z（λ）和標(biāo)準(zhǔn)光源s（λ）進(jìn)行計(jì)算，從而得到X、Y、Z。在該方法下，由于須得到每個(gè)波長的反射率的值。則該儀器的分光部分比較昂貴，操作、維修十分不便。此外，由于這類儀器主要以計(jì)算來進(jìn)行，在某些光源（如D65）下算出的數(shù)據(jù)可能與實(shí)際觀察到的數(shù)據(jù)不符，因?yàn)镈65光源并未實(shí)際投入使用。