[發明專利]一種基于LabVIEW的多功能光學測試系統及方法

有效

• 申請號: 201811149032.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109164773B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 陳文威;莊逸熙;呂營;解榮軍;周天亮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01N21/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種基于LabVIEW的多功能光學測試系統及方法，涉及光學性能測試。系統包括測試硬件部分和基于LabVIEW的測控系統平臺；所述測試硬件部分包括用于激發發光樣品的光源系統、用于控制發光樣品溫度的溫控系統和用于采集測試數據的數據采集系統；所述光源系統、溫控系統和數據采集系統均與測控系統平臺耦合連接和/或通信連接；所述光源系統包括光源和光源控制模塊，所述光源通過光源控制模塊與測控系統平臺通信連接。實現長余輝衰減曲線、熱釋發光曲線、時間分辨磷光光譜、熒光熱猝滅和熒光熱穩定五種測試模式的測控系統平臺。

技術領域

本發明涉及光學性能測試，尤其是涉及一種基于LabVIEW的多功能光學測試系統及方法。

背景技術

光功能材料由于其在通用照明、安全指示、信息存儲等領域所表現出的巨大應用價值，一直以來到了人們的廣泛關注。光功能材料合成之后需要一系列繁瑣的光學性能測試，諸如長余輝發光材料的長余輝衰減測試、光學信息存儲材料的熱釋發光測試、磷光材料的恒溫或變溫磷光光譜測試、熒光粉材料的熱猝滅特性和熱穩定性測試等等。

長余輝發光材料具有在停止光源激發后還能夠持續發光的特性被人們廣泛關注。對其而言，長余輝發光衰減曲線是描述其長余輝發光性能的重要表征方法。所謂長余輝發光衰減曲線是指撤去激發光源后發光材料的發光強度隨時間衰減的曲線，衰減越慢則表明該材料的長余輝發光性能越好。其中發光強度的表現形式主要分為兩類：一是絕對發光亮度，單位為cd/m²；二是相對發光亮度。前者通常采用暗場亮度計來采集，后者則多是借助光電倍增管將光信號放大轉化為電信號而獲得。然而暗場亮度計存在探測極限，當光信號過于微弱時將無法準確探測發光樣品的絕對發光強度，并且耗時較長(可達數十秒或數分鐘)。光電倍增管通過多次的信號放大將光信號轉變為電信號，具有極高的靈敏度、極低的噪聲、較快的響應等優點。當前工業標準中，一般以長余輝發光材料的強度衰減至0.32mcd/m²的時間定義為其余輝壽命(參照國家計量標準JJG211-2005)。與之對應設計的長余輝發光衰減曲線測試儀的探測極限約為0.1mcd/m²。然而，在長余輝發光材料研究中，許多材料(例如應用于光學信息存儲的深陷阱長余輝材料)的室溫余輝發光強度遠低于0.1mcd/m²，無法通過現有的長余輝發光衰減曲線測試儀準確測定其絕對發光強度。因此，有必要開發能夠準確測定微弱的絕對發光強度的測試系統和方法。

長余輝發光、熱釋發光、恒溫/變溫磷光、熱猝滅和熱穩定性測試的共同之處在于都需要多臺儀器設備協同工作才能完成，操作復雜，費時費力，在人為操作的儀器切換過程中易引入不必要的誤差，從而導致測試穩定性和重復性較差。例如：長余輝測試過程中，暗場亮度計和光電倍增管的數據只能通過儀器顯示屏或配套的計算機軟件進行逐點采集，而一條簡單的長余輝衰減曲線就需要成百上千個數據點，顯然人為操作是極不現實的。若能通過自動化控制系統實現測試過程中數據的自動采集和保存，勢必會大幅提高測試的效率和可靠性。LabVIEW是一種圖形化的編程語言的開發環境，得到了工業界、學術界和研究實驗室的普遍認可，被視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。借助其強大的功能可以方便地建立個性化的儀器自動化控制平臺，從而有效簡化光學性能測試中的操作流程，在提升測試穩定性和重復性的同時，極大地減少人力、財力的投入。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的上述缺點，提供一種基于LabVIEW的多功能光學測試系統及方法。

所述基于LabVIEW的多功能光學測試系統包括測試硬件部分和基于LabVIEW的測控系統平臺；所述測試硬件部分包括用于激發發光樣品的光源系統、用于控制發光樣品溫度的溫控系統和用于采集測試數據的數據采集系統；所述光源系統、溫控系統和數據采集系統均與測控系統平臺耦合連接和/或通信連接；所述光源系統包括光源和光源控制模塊，所述光源通過光源控制模塊與測控系統平臺通信連接。

所述光源包括但不限于氙燈光源、LED光源、激光光源和紫外低壓汞燈光源等。