M-735标准灯光谱波长标定工作曲线的制作

　　近年来,彩色荧光检测仪在前列腺、支原体、衣原体、尿道炎、湿疣、疱诊、淋病等病因诊断中,正在发挥其显著作用。这类仪器用于测定人体自体荧光时,通常选用已知波长的光源来定标,对被测光谱作波长校正。其数据处理软件是采用一个三次多项式的拟合公式来代替以往的线性回归,这样当系统对多色仪出射光谱窗内所有谱线波长进行校正时,对下述三个方面具有较好的补偿作用:

　　(1)由探头毗邻二极管交越效应引起的不确定量;

　　(2)由于使用静电聚焦微通道板增强型探头造成的几何失真;

　　(3)光谱仪出口焦面上形成的谱线波长和位置间的非线性关系。

　　但是,这种拟合方法能达到的波长校正准确度仍然取决于已知参考谱线的数目和它们的位置。实现高准确度的条件是:让这些已知参考谱线在探头的二极管阵列中展开,并使得它们与待测谱线彼此十分接近。但是,由于荧光光谱分布无规则、且区域较宽,上述波长标定方法的条件在实际测量中是难于满足的。本文采用光谱定标标准灯制作波长标定工作曲线,可直接对未知光谱线进行波长标定,从而避免了含有复杂数学计算的校正程序,而且能够在方法简便快捷的前提下保证测量精度的要求。

　　一、校正曲线的制作原理

　　用于全光谱定标的标准光源是一盏卤化钨灯,它具有一个复式灯丝,安置在一个很小的1.3×8cm石英钟罩内,其光谱标定范围是250~2500nm。作为波长的函数,标准灯光谱辐射通量密度用每纳米波长间距,每平方厘米面积上的毫瓦数表示,即mW/cm2·nm。表1给出了功率为200W的卤化钨灯在6.5A直流电源下工作时,辐射计距钨灯50cm处测量的数据。

　　表1中没有给出的数据,比如与波长的个位数对应的辐射通量密度,可根据相邻波长的通量密度值进行插值或拟合求得。

　　以表1提供的数据作一张粗略的简图,可看到标准钨灯辐射通量密度随波长的不同呈单调连续变化。因而,在小区间内,这种变化可以认为是线性的。于是,要求表1提供的每两个数据点之间的值,可用线性内插法作近似。但是,由于在不同波段,标准灯光谱辐射波长改变1nm时,其辐射通量密度的变化是不均等的。考虑到这一因素,在进行插值时,可用表2提供的相关参数作一个修正。

　　用表1和表2提供的数据作标准灯光谱辐射通量密度分布函数,见图1,图中ΔEλ表示波长改变1nm时,以百分数表示的光谱辐射通量密度的改变量。

　　当测量要求更高的插值精度时,可利用非线性函数进行内插。但这种处理必须首先知道或假定函数的形式,然后利用逐差法或作图法求插值,当然,也可用非线性回归方法求之。