不論光度計(Photometer)、比色計(Colorimeter)還是分光光度計(Spectrophotometer)，其基本結構原理都是相似的，都由光源、單色光器、狹縫、吸收杯和檢測器系統等部分組成(圖2-3)。
(一)光源
一個良好的光源要求具備發光強度高、光亮穩定、光譜范圍廣和使用壽命長等特點。幾乎所有的光度計都采用穩壓調控的鎢燈(Tungsten Lamp)。它適用于做340-900nm范圍的光源。更先進的分光光度計外加有穩壓調控的氫燈(Hydrogen Lamp)。它適用于做200 -360nm的紫外分光分析的光源。
(二)單色光器
分光光度法測定某一物質的吸光度需要在某一特定波長下進行。單色光器的作用在于根據需要選擇一定波長范圍的單色光。在實際工作中欲選擇出單個某波長的光線是困難的。所謂單色光是指在此波長有最大發射，而在相鄰較長和較短波長范圍內的發射能量較少而言。單色光的波長范圍愈窄，儀器的敏感度愈高，測量的結果愈可靠。
最簡單的單色光器是光電比色計上所采用的濾光片(一定顏色的玻璃片)。由于通過光線的光譜范圍較寬，所以光電比色計的分辨效果較差，但對比色分析還是可以得到較為滿意的效果的。棱鏡(Prism)的衍射光柵(Diffraction Grating)是較好的單色光器。它們能在較寬光譜范圍內分離出相對單一波長的光線(圖2-4)。
(三)狹縫
通過單色光器的發射光的強度可能過強也可能過弱不利于進一步檢測。狹縫是由一對隔板在光通路上形成的狹縫。通過調節狹縫的大小來調節入射單色光強度并使入射光形成平行光線，以適應檢測器的需要。光電比色計的狹縫是固定的，而光度計和分光光度計的狹縫大小是可調的。
(四)吸收杯
吸收杯又叫樣品杯(Sample Cell)，是光度測量系統的最重要部分之一。在可見光范圍內測量時選用光學玻璃吸收杯，在紫外線范圍內測量時要選用石英吸收杯。注意保護吸收杯的質量是取得好的分析結果的重要條件之一。不得用粗糙、堅硬物質接觸吸收杯，不能用手指握取吸收杯的光學面;用后要用水及時沖洗，不得殘留測定液，尤其是蛋白質和核酸溶液。
(五)檢測器系統
硒光電池、光電管或光電倍增管等光電元件常用來作為受光器，將通過吸收杯的光線(I)的能量轉變成電能。進一步再用適當的方法測量所產生的電流。光電比色計用硒光電池為受光器。硒光電池的光敏感性低。它不能檢出強度非常弱的光線。并且，對波長在270nm以下和700nm以上的光波不敏感。
較精密的分光光度計都是采用真空光電管或光電倍增管作為受光器的，并采用放大裝置以提高敏感度。雖然光譜范圍狹窄的單色光的能量比范圍寬的弱很多，但這種有放大線路的靈敏檢測系統仍可能準確地檢測出來。
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