常見的螢光光譜量測問題，二倍頻繞射現象

什麼是二倍頻繞射(Second Order Diffraction)現象？

　　螢光光譜儀具備激發光源端分光器(Excitation Monochromator)來選擇適合的激發光源與放光端分光器(Emission Monochromator)來選擇特定波長讓偵測器接收樣品的放光。分光器利用繞射光柵(Diffraction Grating)來進行廣範圍波長氙燈光源的分光，當氙燈光源照射在光柵上時，不同波長的光會依據光柵方程式(如下)以不同繞射角度繞射。

　　m為繞射倍數(Order of diffraction)，λ是繞射光的波長，d是光柵的間距(Groove spacing of the Grating)，θ是入射光與光柵法線的夾角，由此得知不同波長的光會在特定角度繞射。其中m可以是正負整數，在±1時為最接近光柵法線的繞射光也是我們需要的激發與收光波長，而在±2時就是所謂的二倍頻繞射。

　　下圖中的藍色區域為我們所需要的繞射光波長區間，而紅色即所謂的二倍頻波長區間，可以發現部分波長範圍有重疊。

　　舉例來說，一倍頻的600奈米繞射光會與二倍頻的300奈米繞射光重疊，使得在收集600奈米波長繞射光的同時，也會收到少部分300奈米繞射光。如下方2-aminopyridine與散射標準品Ludox混和的放射光譜圖作為例子。設定激發波長在300奈米，可以發現在300、600及900奈米出現一倍頻、二倍頻甚至三倍頻的雷利散射，樣品在380奈米附近出現一倍頻的放光，而在760奈米附近則出現二倍頻的放光。

　　二倍頻的問題通常發生在容易發生散射(Scattering)的樣品，例如粉末、結晶與礁體懸浮液等。對於較沒有經驗的使用者，時常會被二倍頻誤導，誤把二倍頻當成樣品的放光並列入研究結果之中。

如何去除二倍頻？

　　了解造成二倍頻的原因之後，我們可以使用濾光片(Order Sorting Filter)來協助排除二倍頻的影響，濾光片一般使用僅供比濾光片標示波長還長的繞射光通過(Long pass)的類型。從下方的放光光譜為例，關閉自動濾光片功能前，放光譜出現來自於240奈米的二倍頻並出現在480奈米的位置，開啟自動濾光片功能之後，就去除了二倍頻的干擾。

　　這裡提到的開啟與關閉自動濾光片功能是Edinburgh Instrument獨有的設計，在FLS1000與FS5等螢光光譜儀內建自動濾光輪(Auto Order Sorting Filter Wheel)功能，在這個獨特的轉輪上，FLS1000與FS5螢光光譜儀會根據使用者的設定，自動判斷濾光輪的轉動位置來自動過濾大部分的二倍頻，消除因為二倍頻造成的影響。