[发明专利]一种基于LabVIEW的多功能光学测试系统及方法

说明书

一种基于LabVIEW的多功能光学测试系统及方法，涉及光学性能测试。系统包括测试硬件部分和基于LabVIEW的测控系统平台；所述测试硬件部分包括用于激发发光样品的光源系统、用于控制发光样品温度的温控系统和用于采集测试数据的数据采集系统；所述光源系统、温控系统和数据采集系统均与测控系统平台耦合连接和/或通信连接；所述光源系统包括光源和光源控制模块，所述光源通过光源控制模块与测控系统平台通信连接。实现长余辉衰减曲线、热释发光曲线、时间分辨磷光光谱、荧光热猝灭和荧光热稳定五种测试模式的测控系统平台。

技术领域

本发明涉及光学性能测试，尤其是涉及一种基于LabVIEW的多功能光学测试系统及方法。

背景技术

光功能材料由于其在通用照明、安全指示、信息存储等领域所表现出的巨大应用价值，一直以来到了人们的广泛关注。光功能材料合成之后需要一系列繁琐的光学性能测试，诸如长余辉发光材料的长余辉衰减测试、光学信息存储材料的热释发光测试、磷光材料的恒温或变温磷光光谱测试、荧光粉材料的热猝灭特性和热稳定性测试等等。

长余辉发光材料具有在停止光源激发后还能够持续发光的特性被人们广泛关注。对其而言，长余辉发光衰减曲线是描述其长余辉发光性能的重要表征方法。所谓长余辉发光衰减曲线是指撤去激发光源后发光材料的发光强度随时间衰减的曲线，衰减越慢则表明该材料的长余辉发光性能越好。其中发光强度的表现形式主要分为两类：一是绝对发光亮度，单位为cd/m²；二是相对发光亮度。前者通常采用暗场亮度计来采集，后者则多是借助光电倍增管将光信号放大转化为电信号而获得。然而暗场亮度计存在探测极限，当光信号过于微弱时将无法准确探测发光样品的绝对发光强度，并且耗时较长(可达数十秒或数分钟)。光电倍增管通过多次的信号放大将光信号转变为电信号，具有极高的灵敏度、极低的噪声、较快的响应等优点。当前工业标准中，一般以长余辉发光材料的强度衰减至0.32mcd/m²的时间定义为其余辉寿命(参照国家计量标准JJG211-2005)。与之对应设计的长余辉发光衰减曲线测试仪的探测极限约为0.1mcd/m²。然而，在长余辉发光材料研究中，许多材料(例如应用于光学信息存储的深陷阱长余辉材料)的室温余辉发光强度远低于0.1mcd/m²，无法通过现有的长余辉发光衰减曲线测试仪准确测定其绝对发光强度。因此，有必要开发能够准确测定微弱的绝对发光强度的测试系统和方法。

长余辉发光、热释发光、恒温/变温磷光、热猝灭和热稳定性测试的共同之处在于都需要多台仪器设备协同工作才能完成，操作复杂，费时费力，在人为操作的仪器切换过程中易引入不必要的误差，从而导致测试稳定性和重复性较差。例如：长余辉测试过程中，暗场亮度计和光电倍增管的数据只能通过仪器显示屏或配套的计算机软件进行逐点采集，而一条简单的长余辉衰减曲线就需要成百上千个数据点，显然人为操作是极不现实的。若能通过自动化控制系统实现测试过程中数据的自动采集和保存，势必会大幅提高测试的效率和可靠性。LabVIEW是一种图形化的编程语言的开发环境，得到了工业界、学术界和研究实验室的普遍认可，被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。借助其强大的功能可以方便地建立个性化的仪器自动化控制平台，从而有效简化光学性能测试中的操作流程，在提升测试稳定性和重复性的同时，极大地减少人力、财力的投入。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺点，提供一种基于LabVIEW的多功能光学测试系统及方法。

所述基于LabVIEW的多功能光学测试系统包括测试硬件部分和基于LabVIEW的测控系统平台；所述测试硬件部分包括用于激发发光样品的光源系统、用于控制发光样品温度的温控系统和用于采集测试数据的数据采集系统；所述光源系统、温控系统和数据采集系统均与测控系统平台耦合连接和/或通信连接；所述光源系统包括光源和光源控制模块，所述光源通过光源控制模块与测控系统平台通信连接。

所述光源包括但不限于氙灯光源、LED光源、激光光源和紫外低压汞灯光源等。