[发明专利]一种长余辉材料磷光激发光谱测量系统及方法

说明书

本发明提供一种长余辉材料磷光激发光谱测量系统及方法，所述系统包括激发光源1、第一聚光元件2、电动光快门3、光栅分光单色器4、第二聚光元件5、光学长波通滤光片6、样品架7、第三聚光元件8、光学带通滤光片9、光电探测器10、电信号放大器11、数据采集与存储单元12、系统控制单元13、数据分析处理与存储单元14。系统中通过控制单元设定照射时间、激发波长、光强采集间隔等参数；所述方法中先测量不同激发波长下的磷光衰减曲线，再得到不同衰减时刻的磷光强度随激发波长的变化曲线，即磷光激发光谱曲线。本发明的一种长余辉材料磷光激发光谱测量系统及方法，比荧光激发光谱能提供更多的信息，有利于长余辉材料发光机理的研究。

技术领域

本发明涉及光谱测量技术领域，尤其涉及一种长余辉材料磷光激发光谱测量系统及方法。

背景技术

长余辉发光材料的发光情况分两种。一种是材料在被激发光照射的同时发出的光，被称为荧光；另一种是材料在激发光停止照射后发出的光，被称为磷光。目前，长余辉材料的荧光光谱和磷光光谱分析技术主要有以下几种形式：1)在单一波长或连续波长的激发光照射样品的同时或之后，采用带有分光光栅的CCD光谱仪测量荧光粉的荧光光谱或磷光光谱，并可以测量某一发射波长附近一定带宽内的磷光衰减曲线；2)在单一波长或连续波长的激发光照射后，采用光电二极管和滤光片的组合，选取一定的发射光波长范围，测量样品的磷光衰减曲线；3)采用光栅分光单色器对激发光源的出射光进行分光，并通过改变光栅的转角来改变其出射光的波长，经过分光后的出射光照射样品，在一定的波长范围内用带通光滤光片或单色仪选取从样品出射的荧光进行检测，测量荧光的强度随激发光波长变化的曲线，即激发光谱。这些光谱分析技术已经被用于揭示荧光粉的发光性质和发光机理。

我们知道，激发波长不同时，在荧光粉中产生光生载流子的能级位置可能不同，在不同能级位置上产生的载流子到达发光中心和缺陷的路径不同，这些集中表现在磷光的衰减曲线以及相应的激发光谱上。需要强调的是，这里我们把长余辉材料的激发光谱分为两种：一种是荧光激发光谱，另一种是磷光激发光谱。荧光激发光谱的测量是在激发光照射材料的同时检测荧光强度随激发光波长的变化规律曲线。而磷光激发谱的测量是在不同波长的激发光照射材料之后，检测在某个衰减时刻的磷光强度随激发光波长的变化规律曲线。到目前为止，关于磷光激发光谱的检测系统和方法，尚未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种长余辉材料磷光激发光谱测量系统及方法，利用该系统和方法能够测量长余辉材料在不同的激发波长情况下的磷光衰减曲线以及在某一磷光衰减时刻磷光强度随激发光波长变化规律曲线。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种长余辉材料磷光激发光谱测量系统，包括激发光源、第一聚光元件、电动光快门、光栅分光单色器、第二聚光元件、光学长波通滤光片、样品架、第三聚光元件、光学带通滤光片、光电探测器、电信号放大器、数据采集与存储单元、系统控制单元、数据分析处理和存储单元；

从所述激发光源出射的光束依次通过所述第一聚光元件、所述电动光快门、所述光栅分光单色器、所述第二聚光元件和所述光学长波通滤光片后照射到所述样品架上的长余辉材料中，从所述长余辉材料出射的光经过依次经过所述第三聚光元件和所述光学带通滤光片后被所述光电探测器接收并转变成电信号，所述电信号经过所述电信号放大器放大后由所述数据采集与存储单元进行数据采集和存储，所述系统控制单元用于对所述电动光快门、所述光栅分光单色器及所述数据采集与存储单元的参数设定和控制，所述数据分析处理和存储单元用于对所述数据采集与存储单元获得的数据进行谱图的数据处理和存储。

进一步地，所述光学带通滤光片的带通波长范围在被分析所述长余辉材料的荧光发射光谱范围之内。

进一步地，所述光栅分光单色器设有出射光狭缝和入射光狭缝，所述光栅分光单色器能将波长连续的入射光分光成单色光，所述光栅分光单色器可以是C-T型分光单色器或李特洛型单色器；