Lambda 950用于生物傳感器-手機IR孔透射率測試

一、簡介：
生物傳感器是一種對生物質(zhì)敏感并將其濃度或特征信息轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)行檢測的儀器，具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快的特點。隨著智能設(shè)備的興起，生物傳感器在人類日常生活中發(fā)揮的作用日益顯著，例如人臉識別、語音識別、指紋識別等等，通過感應(yīng)人體身體的變化來控制儀器。手機IR 孔便是眾多生物傳感器中的一種，通過感應(yīng)人體的紅外線變化，控制手機的屏幕，讓手機更加智能化的為人類服務(wù)。手機IR孔其實是指手機上面紅外線測試孔，一般在手機正上方，外觀為一個黑色圓孔。
手機 IR 孔其實是一個距離傳感器，利用感應(yīng)生物體紅外線（IR）來實現(xiàn)距離的感應(yīng)。當(dāng)我們拿起手機貼在耳朵旁接聽電話時，這個時候手機屏幕會自動黑屏，避免因勿碰而隨機撥出電話或者啟動某個應(yīng)用程序。當(dāng)手機離開耳朵時，手機屏幕又會自動變亮，可以正常操作手機。這主要是通過感應(yīng)人身體的發(fā)出的紅外線來實現(xiàn)，這就需要手機 IR 孔能通過紅外線，同時不透過紫外線及可見光，通過光線的變化來控制屏幕的亮度。
在手機 IR 孔生產(chǎn)過程中，需要測試 IR 孔不同波長的透過率便于質(zhì)控。一般選用 550nm、 850nm 和940nm 幾個測試波長位置。歐美標(biāo)準(zhǔn)一般測試 550nm 和 850nm 兩個波長的透過率，而日韓標(biāo)準(zhǔn)一般選用 550nm 和 940nm 兩個波長的透過率。一般質(zhì)控要求手機 IR 孔 850nm 處的透光率達(dá)到 80% 以上，550nm 處透過率低于 15%，這樣才能使手機 IR 孔能感受到紅外線的變化，同時又不受可見光的干擾。

二、硬件配置
PerkinElmer Lambda 950 紫外可見近紅外分光光度計，150mm 高反射率 Spectralon 涂層積分球，儀器見圖 1。

樣品一般為片狀小孔，測試樣品反射時，除了鏡面反射，還會存在大量漫反射信號；測試樣品透射時，除了垂直透射信號，也會存在大量散射信號。若采用標(biāo)準(zhǔn)檢測器時，只能收集其中一部分光，無法檢測到散射信號，測試結(jié)果不準(zhǔn)確。此時采用積分球檢測器，可以收集樣品反射或者透射所有光譜信號，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確，見圖 2。

對于紫外積分球檢測器，其內(nèi)壁涂層以及積分球尺寸直接影響到測試效果。常見積分球內(nèi)壁涂層有氧化鎂、硫酸鋇、特氟龍涂層，其中氧化鎂和硫酸鋇涂層反射率低，長期穩(wěn)定性差，無法解決長期使用后發(fā)黃變性的問題。圖 3 可以看出氧化鎂和硫酸鋇涂層在 1600nm 以上反射率低，不適用此近紅外波段測試。而 PerkinElmer 積分球檢測器采用特氟龍涂層，光反射率高，全波段反射率波動不大，長期穩(wěn)定性好。另外積分球孔徑越大，入射光窗口 / 內(nèi)表面積比越小，即開孔率越小，光損失越小，測試效果更佳。 PerkinElmer 150mm 特氟龍涂層積分球，反射率高，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。

PerkinElmer Lambda 950 雙光束紫外 - 可見分光光度計采用 150mm 內(nèi)徑特氟龍涂層積分球檢測器，光反射率高，長期穩(wěn)定性好，不會出現(xiàn)變黃變性的問題；同時積分球開孔率小，光損失小，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。該儀器雙光束、雙單色器設(shè)計，超低雜散光，雜散光僅為 0.00007% T，波長準(zhǔn)確度及精密度高，最大測試吸光度為 8A（OD 8），樣品測試結(jié)果更加準(zhǔn)確，儀器光路圖見圖 4。

三、樣品測試
3.1 測試條件
測試波長： 1000-400nm；波長間隔 5nm，積分時間 0.3S，測試透射率 T%。
3.2 測試過程
測試時，無需前處理，掃面空氣背景后，將樣品固定在儀器入射口，測試樣品 400-1000nm 下透射曲線，得到樣品在不同波長下的透射率值，譜圖見圖 5。同一樣品多次測試，其透射率曲線完全重合，儀器測試重復(fù)性高，穩(wěn)定性好，譜圖見圖 6。

四、結(jié)論
PerkinElmer Lambda 系列分光光度計配置 150mm 積分球檢測器，具有測試準(zhǔn)確、操作簡單等優(yōu)勢；積分球檢測器采用特氟龍材質(zhì)涂層，反射率高、光能量損失小，測試準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性高；特氟龍涂層化學(xué)穩(wěn)定性好，長期不老化，不怕酸堿； 150mm 積分球開孔率小，測量精度高。