0.5 g/L 的 TiO₂ 悬浮液在 365 nm 的穿透深度（A=1）约 4 mm，光程取 4–12 mm 最经济；再薄只多损失过光，量子效率不随之上升。
光在液相中按指数衰减，朗伯-比尔定律给出 A = ε·c·L，其中 A 为吸光度（无量纲），ε 为摩尔吸光系数（L·mol⁻¹·cm⁻¹），c 为浓度，L 为光程（cm）。把 A=1 对应的光程定义为穿透深度 δ，则 δ = 1/(ε·c)：此时 90% 的入射光已被吸收，剩余 10% 继续向深处传播。
悬浮体系没有确定的摩尔浓度，习惯用表观吸收系数 εapp（L·g⁻¹·cm⁻¹）把催化剂质量浓度代进去。以 Degussa P25 在 365 nm 为例，实测 εapp 约 5 L·g⁻¹·cm⁻¹（1 cm 光程、1 g/L 时 A≈5）。据此可以算出不同浓度下的穿透深度：
| 体系 | 浓度 | 1 cm 吸光度 | 穿透深度 δ（A=1） | 建议光程 |
|---|---|---|---|---|
| TiO₂ P25 悬浮（365 nm） | 0.25 g/L | 1.25 | 8 mm | 8–20 mm |
| TiO₂ P25 悬浮（365 nm） | 0.5 g/L | 2.5 | 4 mm | 4–12 mm |
| TiO₂ P25 悬浮（365 nm） | 1.0 g/L | 5.0 | 2 mm | 2–6 mm |
| TiO₂ P25 悬浮（365 nm） | 2.0 g/L | 10.0 | 1 mm | 1–3 mm |
| Ru(bpy)₃Cl₂ 均相（452 nm） | 0.1 mmol/L | 1.46 | 6.8 mm | 7–20 mm |
| Ru(bpy)₃Cl₂ 均相（452 nm） | 0.5 mmol/L | 7.3 | 1.4 mm | 1.5–5 mm |
表中 Ru(bpy)₃Cl₂ 用真实摩尔吸光系数 1.46×10⁴ L·mol⁻¹·cm⁻¹ 计算，可直接代入验证。规律是浓度翻倍、穿透深度减半，所以脱离浓度的光程数字没有意义。
悬浮液里的光不仅被吸收，还被散射。P25 的一次粒径约 21 nm，远小于 365 nm 波长，单颗粒散射很弱；但实际体系中颗粒会团聚到 100–500 nm，此时尺寸参数 x = πd/λ 达到 0.9–4.3，进入 Mie 散射区，散射效率急剧上升。
散射有两个相反的后果。一方面它延长了光子在床层内的有效路径，使表观吸光度高于纯吸收的预测值，这也是为什么上表用 εapp 而不是真吸收系数；另一方面，强散射会把部分光背向反射出反应器，造成"逃逸损失"，浓度越高损失越大。两者叠加后，实测的产率—浓度曲线通常在 0.5–1.5 g/L 出现峰值，而不是单调上升。
分光光度计测悬浮液须注意：稀释到 A 小于 1.5 再测，否则偏离线性；超声分散 10–15 min 消除大团聚；空白用同批溶剂。需要严格散射校正时，用积分球测总透射与漫反射，再按 Kubelka-Munk 函数换算。
由 A = ε·c·L 可知，只要 c×L 的乘积不变，吸光度就相同，被吸收的光子总数也相同。0.5 g/L 配 8 mm 与 2.0 g/L 配 2 mm，乘积都是 4 g·mm/L，理论吸光一样。但两者的产率往往差一倍以上，原因在光强分布。
薄层高浓度体系里，光在 1–2 mm 内就衰减到 10%，靠近光窗的一侧仍然过曝，只是"暗区"更短；厚层低浓度体系里，光衰减慢，但整个床层都存在梯度。真正拉开差距的是单位体积的受光面积：平板双面受光时，面积体积比为 2/L。L=8 mm 对应 250 m²/m³，L=2 mm 对应 1000 m²/m³，相差 4 倍。同样的体积，薄层能把更多催化剂暴露在有效光强下。
代价同样明确：薄层单位时间处理的液体体积小，循环泵功耗与管路死体积占比上升；光程小于 1 mm 时，加工公差带来的相对误差迅速放大。工程上的折中是取 δ 的 1–3 倍，既保证 90%–99% 的光被利用，又不让过光损失失控。
气相光催化没有"液层厚度"这个变量，穿透深度直接由颗粒床的光学厚度决定。实测表明，300–500 mW/cm² 侧向照射下，光在 TiO₂ 颗粒床内经过 1–3 层颗粒（0.5–3 mm）就衰减到入射值的 10% 以下。这意味着床层厚度超过 5 mm 后，后段基本处于暗区，只贡献暗反应与逆反应。
所以气相固定床的设计逻辑与液相相反：不是"做厚一点多装催化剂"，而是把床层做薄、受光面积做大，或用内照式光纤、蜂窝载体把光送进床层内部。若必须做厚床，则需按分段布光设计，每 3–5 mm 设一层侧窗或导光板。
固定化膜体系（催化剂涂在玻璃、金属网或泡沫镍上）的等效光程等于膜厚。膜厚超过 5 μm 后，底层催化剂受光不足，且内层生成物扩散受阻，表现出的活性反而低于 1–2 μm 的薄膜。这时"负载量越高越好"的直觉是错的。
计算出 δ 只是起点，必须用两个指标交叉验证：面积比产率（μmol·m⁻²·h⁻¹，按受光面积归一）与体积比产率（μmol·L⁻¹·h⁻¹，按反应液体积归一）。
做法是固定浓度与光强，改变光程（如 2、5、10、20 mm）各测一组。体积比产率会随光程减小而上升并趋于平台，面积比产率则随光程减小而下降。两条曲线的交叉点附近就是该体系的经济光程——再薄，面积产率的损失会抵消体积产率的收益。
同时布 3 个测点验证光强分布：贴光窗 1 mm、光程中点、背光侧。三点光强比若超过 10:1，说明暗区占比过大，应减小光程或降低催化剂浓度。记录时固定写清入射光强（mW/cm²，注明测量波长与探头面积）、催化剂浓度（g/L）与比表面积（m²/g）、光程（mm）、反应液体积（mL）、循环流量（mL/min）。少一项，别人无法复算 δ。
只对体积比产率成立。光程从 10 mm 减到 2 mm，单位体积受光面积从 200 升到 1000 m²/m³，体积产率上升；但同样的入射光被摊到更小的受光面积上并无损失，真正的代价是处理量与工程公差。面积比产率反而随光程减小而下降，两者存在交叉点，取交叉点附近最经济。
超过 1.5–2.0 g/L 后，穿透深度已小于 1 mm，绝大部分光在靠近光窗的薄层内被吸收，深处催化剂既不吸光又遮挡散射光；同时高浓度带来团聚与沉降，有效比表面积下降。实测产率—浓度曲线在 0.5–1.5 g/L 出现峰值就是这个原因。
按 1–3 层颗粒控制，即 0.5–3 mm 颗粒对应 2–8 mm 床高。超过 5 mm 后段基本无光，只做暗反应。若反应放热明显或需要提高空速，宁可增大受光面积、分段布光，也不要把床层加厚。
三个原因：浓度过高使 A 超过 2，仪器杂散光导致非线性，必须稀释到 A 小于 1.5；颗粒沉降造成随时间漂移，测前超声 10–15 min 并迅速测定；大团聚体引起散射波动，可先用 0.45 μm 滤膜过滤对照，确认团聚影响量级。
