2) разложении светового потока на два одинаковых по интенсивности световых потока
3) превращении энергии светового потока в силу фототока на фотоэлементе, не пропорциональную интенсивности падающего на фотоэлемент светового потока
4) превращении энергии светового потока в силу фототока на фотоэлементе, пропорциональную интенсивности падающего на фотоэлемент светового потока (+)
Общий принцип фотометрического детектирования заключается в фотоэлектрическом преобразовании оптического сигнала: энергия падающего на фотоприёмник излучения преобразуется в электрический ток. В пределах рабочего диапазона чувствительности фотодиода или другого фотоэлемента сила фототока прямо связана с интенсивностью светового потока, что позволяет количественно регистрировать изменения оптического сигнала.
При абсорбционных методах измеряют ослабление излучения после прохождения через пробу; концентрация вещества определяется по отношению интенсивностей падающего и прошедшего света, в том числе с использованием закона Бугера—Ламберта—Бера. В неабсорбционных методах регистрируют собственное излучение вещества, например флуоресценцию, фосфоресценцию или рассеяние. Смешанные методы используют одновременно несколько компонентов оптического сигнала, но на конечном этапе также преобразуют свет в электрический сигнал, пригодный для измерения и обработки.
Первый вариант описывает тепловое, а не универсальное фотометрическое детектирование. Разделение светового потока является оптической операцией, применяемой, например, в двухлучевых приборах, но не сущностью фотометрического метода. Непропорциональность фототока интенсивности нарушает принцип количественного измерения в линейном рабочем диапазоне и относится к нелинейному или неисправному режиму работы детектора.
| Класс или метод | Регистрируемый оптический сигнал | Связь с аналитическим результатом |
|---|---|---|
| Общий фотометрический принцип | Интенсивность излучения, преобразованная фотоэлементом в фототок | Фототок пропорционален световому потоку в пределах рабочего диапазона детектора |
| Абсорбционная фотометрия | Ослабление светового потока при прохождении через раствор | Оптическая плотность A = log(I0/I); при соблюдении закона Бугера—Ламберта—Бера связана с концентрацией |
| Спектрофотометрия пропускания | Интенсивность излучения на выбранной длине волны после прохождения пробы | Измеряют коэффициент пропускания или оптическую плотность относительно холостой пробы |
| Флуориметрия | Вторичное излучение, возникающее после возбуждения молекул | Интенсивность флуоресценции обычно пропорциональна концентрации в ограниченном диапазоне |
| Фосфориметрия | Замедленное люминесцентное излучение после прекращения возбуждения | Аналитический сигнал определяется интенсивностью или временем затухания фосфоресценции |
| Рамановская спектрометрия | Свет, рассеянный с изменением частоты вследствие колебательных переходов молекул | Интенсивность характеристических полос используют для идентификации и количественного анализа |
| Смешанные фотометрические методы | Комбинация ослабления, собственного излучения или рассеяния | Результат получают по совокупному сигналу либо по соотношению нескольких измеренных интенсивностей |
Фотоэлемент является ключевым узлом, объединяющим различные разновидности фотометрии в единый инструментальный класс. Его линейная характеристика обеспечивает пропорциональное преобразование оптического сигнала в электрический и позволяет проводить градуировку по стандартным растворам. Реальная точность зависит также от стабильности источника излучения, спектральной чувствительности детектора, уровня фонового сигнала и соблюдения рабочего диапазона. Поэтому при выходе за пределы линейности применяют разбавление пробы, изменение оптической схемы или другой диапазон измерений.