[發(fā)明專(zhuān)利]一種長(zhǎng)余輝材料磷光激發(fā)光譜測(cè)量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711242248.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108007906B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐章程;覃煥昌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 百色學(xué)院;天津天華光子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 林鵬

本發(fā)明提供一種長(zhǎng)余輝材料磷光激發(fā)光譜測(cè)量系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括激發(fā)光源1、第一聚光元件2、電動(dòng)光快門(mén)3、光柵分光單色器4、第二聚光元件5、光學(xué)長(zhǎng)波通濾光片6、樣品架7、第三聚光元件8、光學(xué)帶通濾光片9、光電探測(cè)器10、電信號(hào)放大器11、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元12、系統(tǒng)控制單元13、數(shù)據(jù)分析處理與存儲(chǔ)單元14。系統(tǒng)中通過(guò)控制單元設(shè)定照射時(shí)間、激發(fā)波長(zhǎng)、光強(qiáng)采集間隔等參數(shù)；所述方法中先測(cè)量不同激發(fā)波長(zhǎng)下的磷光衰減曲線，再得到不同衰減時(shí)刻的磷光強(qiáng)度隨激發(fā)波長(zhǎng)的變化曲線，即磷光激發(fā)光譜曲線。本發(fā)明的一種長(zhǎng)余輝材料磷光激發(fā)光譜測(cè)量系統(tǒng)及方法，比熒光激發(fā)光譜能提供更多的信息，有利于長(zhǎng)余輝材料發(fā)光機(jī)理的研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種長(zhǎng)余輝材料磷光激發(fā)光譜測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的發(fā)光情況分兩種。一種是材料在被激發(fā)光照射的同時(shí)發(fā)出的光，被稱(chēng)為熒光；另一種是材料在激發(fā)光停止照射后發(fā)出的光，被稱(chēng)為磷光。目前，長(zhǎng)余輝材料的熒光光譜和磷光光譜分析技術(shù)主要有以下幾種形式：1)在單一波長(zhǎng)或連續(xù)波長(zhǎng)的激發(fā)光照射樣品的同時(shí)或之后，采用帶有分光光柵的CCD光譜儀測(cè)量熒光粉的熒光光譜或磷光光譜，并可以測(cè)量某一發(fā)射波長(zhǎng)附近一定帶寬內(nèi)的磷光衰減曲線；2)在單一波長(zhǎng)或連續(xù)波長(zhǎng)的激發(fā)光照射后，采用光電二極管和濾光片的組合，選取一定的發(fā)射光波長(zhǎng)范圍，測(cè)量樣品的磷光衰減曲線；3)采用光柵分光單色器對(duì)激發(fā)光源的出射光進(jìn)行分光，并通過(guò)改變光柵的轉(zhuǎn)角來(lái)改變其出射光的波長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)分光后的出射光照射樣品，在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)用帶通光濾光片或單色儀選取從樣品出射的熒光進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量熒光的強(qiáng)度隨激發(fā)光波長(zhǎng)變化的曲線，即激發(fā)光譜。這些光譜分析技術(shù)已經(jīng)被用于揭示熒光粉的發(fā)光性質(zhì)和發(fā)光機(jī)理。

我們知道，激發(fā)波長(zhǎng)不同時(shí)，在熒光粉中產(chǎn)生光生載流子的能級(jí)位置可能不同，在不同能級(jí)位置上產(chǎn)生的載流子到達(dá)發(fā)光中心和缺陷的路徑不同，這些集中表現(xiàn)在磷光的衰減曲線以及相應(yīng)的激發(fā)光譜上。需要強(qiáng)調(diào)的是，這里我們把長(zhǎng)余輝材料的激發(fā)光譜分為兩種：一種是熒光激發(fā)光譜，另一種是磷光激發(fā)光譜。熒光激發(fā)光譜的測(cè)量是在激發(fā)光照射材料的同時(shí)檢測(cè)熒光強(qiáng)度隨激發(fā)光波長(zhǎng)的變化規(guī)律曲線。而磷光激發(fā)譜的測(cè)量是在不同波長(zhǎng)的激發(fā)光照射材料之后，檢測(cè)在某個(gè)衰減時(shí)刻的磷光強(qiáng)度隨激發(fā)光波長(zhǎng)的變化規(guī)律曲線。到目前為止，關(guān)于磷光激發(fā)光譜的檢測(cè)系統(tǒng)和方法，尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種長(zhǎng)余輝材料磷光激發(fā)光譜測(cè)量系統(tǒng)及方法，利用該系統(tǒng)和方法能夠測(cè)量長(zhǎng)余輝材料在不同的激發(fā)波長(zhǎng)情況下的磷光衰減曲線以及在某一磷光衰減時(shí)刻磷光強(qiáng)度隨激發(fā)光波長(zhǎng)變化規(guī)律曲線。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種長(zhǎng)余輝材料磷光激發(fā)光譜測(cè)量系統(tǒng)，包括激發(fā)光源、第一聚光元件、電動(dòng)光快門(mén)、光柵分光單色器、第二聚光元件、光學(xué)長(zhǎng)波通濾光片、樣品架、第三聚光元件、光學(xué)帶通濾光片、光電探測(cè)器、電信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元、系統(tǒng)控制單元、數(shù)據(jù)分析處理和存儲(chǔ)單元；

從所述激發(fā)光源出射的光束依次通過(guò)所述第一聚光元件、所述電動(dòng)光快門(mén)、所述光柵分光單色器、所述第二聚光元件和所述光學(xué)長(zhǎng)波通濾光片后照射到所述樣品架上的長(zhǎng)余輝材料中，從所述長(zhǎng)余輝材料出射的光經(jīng)過(guò)依次經(jīng)過(guò)所述第三聚光元件和所述光學(xué)帶通濾光片后被所述光電探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)所述電信號(hào)放大器放大后由所述數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，所述系統(tǒng)控制單元用于對(duì)所述電動(dòng)光快門(mén)、所述光柵分光單色器及所述數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元的參數(shù)設(shè)定和控制，所述數(shù)據(jù)分析處理和存儲(chǔ)單元用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)單元獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行譜圖的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)。

進(jìn)一步地，所述光學(xué)帶通濾光片的帶通波長(zhǎng)范圍在被分析所述長(zhǎng)余輝材料的熒光發(fā)射光譜范圍之內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述光柵分光單色器設(shè)有出射光狹縫和入射光狹縫，所述光柵分光單色器能將波長(zhǎng)連續(xù)的入射光分光成單色光，所述光柵分光單色器可以是C-T型分光單色器或李特洛型單色器；