第4章 原子熒光光譜分析的基本原理和技術

作者：劉霽欣、劉明鐘

4.1 原子熒光光譜的產生和特性

4.1.1 原子熒光的產生

原子熒光光譜的本質是以光輻射激發的原子發射光譜，一般情況下，氣態自由原子處于基態，當吸收激發光源發出的一定頻率的輻射能量后，原子由基態躍遷至高能態，即處于激發狀態。處于激發態的原子很不穩定，在極短的時間（≈10^-8s）內即會自發地釋放能量返回到基態。若以輻射的形式釋放能量，則所發射的特征光即為原子熒光光。如圖4-1所示。由圖可知，原子熒光的產生既有原子吸收過程，又有原子發射過程，是兩種過程的綜合效果。原子熒光是光致發光，也稱二次發光，所以當激發光源停止照射之后，再發射過程立即停止。

4.1.2 原子熒光的類型

原子熒光現象發現以來，已觀察到多種類型的原于熒光，一般來說，在分折上應用的zui基本形式主要有共振熒光、非共振熒光、敏化熒光和雙光子熒光等。

4.1.2.1共振熒光

共振熒光是指激發波長與發射波長相同的熒光，如圖4-2a所示。由于對應于原子的激發態和基態之間共振躍遷的概率一般比其它躍遷的概率大得多，所以共振躍遷產生的譜線是zui有用的分析譜線。鋅、鎳和鉛原子分別吸收和發射213.86nm、232.00nm和283.31nm共振線就是共振熒光的典型例子。

當原子處于由熱激發產生的較低的亞穩能級，則共振熒光也可從亞穩能級上產生(見圖4-2b)：即原子先經熱激發躍遷到亞穩能級，再通過吸收激發光源中適宜的非共振線后被進一步激發，然后再發射出相同波長的共振熒光，這一過程產生的熒光被稱為熱助（thermally assisted）共振熒光，也有人建議稱之為“激發態共振熒光”。銦和鎵原子分別吸收并再發射451.13 nm和417.21 nm線，就是這種例子。