激發(fā)光與物質(zhì)作用，產(chǎn)生與激發(fā)光不同波長、或者不同頻率的光，這就是熒光。當(dāng)一個(gè)短波長的激發(fā)光在一點(diǎn)激發(fā)物質(zhì)，我們就能在物質(zhì)發(fā)散的其他位置觀察到比激發(fā)光更長波長的光。

當(dāng)某種物質(zhì)經(jīng)某種波長的入射光（通常是紫外線或X射線）照射，吸收光能后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的的波長長的出射光（通常波長在可見光波段）；而且一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失。

光照射到某些原子時(shí)，光的能量使原子核周圍的一些電子由原來的軌道躍遷到了能量更高的軌道，即從基態(tài)躍遷到DY激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)等。DY激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)等是不穩(wěn)定的，所以會(huì)恢復(fù)基態(tài)，當(dāng)電子由DY激發(fā)單線態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)，能量會(huì)以光的形式釋放，所以產(chǎn)生熒光。

熒光測量

熒光激發(fā)光譜可以通過有效的熒光激發(fā)波長來展示，并能看出熒光轉(zhuǎn)化效率。大多數(shù)情況下，激發(fā)波長和物質(zhì)的發(fā)射波長會(huì)發(fā)生重疊，但是如果非常了解熒光機(jī)理，不難判斷出長波為熒光發(fā)射波長，短波段為激發(fā)波。

圖1. 激發(fā)波長和發(fā)射波長重疊現(xiàn)象

模塊化光譜儀，激發(fā)光源和其他附件的搭配，可以使客戶自由根據(jù)自己的需求搭配適合參數(shù)的熒光測量系統(tǒng)，同時(shí)海洋光學(xué)提供的配件可以輕松讓客戶在吸光度和熒光測量間隨意切換，模塊化光譜儀的多樣應(yīng)用和優(yōu)越性wan美體現(xiàn)。

光譜儀

圖2. 高靈敏度，背照減薄型CCD光纖光譜儀

鑒于熒光的特性，海洋光學(xué)提供高靈敏度光譜儀Maya2000 pro和QEPro系列供熒光檢測使用，兩者檢測器同為背照減薄型CCD，QEPro還帶有CCD制冷，所以信噪比上更具有優(yōu)越性。

海洋光學(xué)提供的熒光和吸光度模塊化測量系統(tǒng)，非常便于在吸光度和熒光測量之間進(jìn)行切換，客戶只需要將光纖和比色皿支架的連接位置進(jìn)行更改，就可以實(shí)現(xiàn)兩種不同原理的測量。下圖為吸光度測量的典型配置方案，客戶可以根據(jù)自身的需求選擇不同模塊的光譜儀，高靈敏度的Qepro，高性價(jià)比的Flame系列，而且光譜儀的可更換狹縫還可以根據(jù)客戶的需求自行更換（吸光度測量可以使用小狹縫的光譜儀，熒光相對于是比較弱的發(fā)射光，可以選擇使用更大狹縫的光譜儀）。 

另外，模塊化的光譜儀更易根據(jù)客戶的需求更改激發(fā)光源，激光器或者LED都可以。如果使連續(xù)光源，客戶可以使用濾光片將連續(xù)光源過濾成單色光進(jìn)行熒光測量，具體型號可以參考圖3。

為了判定未知熒光物質(zhì)的激發(fā)波長，我們推薦客戶先選擇使用可自行更換狹縫的QE Pro-ABS光譜儀（也可以使用Flame系列光譜儀）。

比色皿支架也可以先選擇CUV-ALL-UV四通道的支架，180°的連接可以實(shí)現(xiàn)吸光度測量，90°的連接可以進(jìn)行熒光測量。CUV -ALL-UV內(nèi)置了濾光片卡槽，客戶可以自行將濾光片調(diào)節(jié)好后放置到比色皿支架上，實(shí)現(xiàn)吸光度裝置完成熒光測量。另外，客戶也可以將連續(xù)光譜光源更換成LED光源（比如LLS-365，LLS-470）。

激發(fā)光源

激發(fā)光源的選擇很多樣，比如LED光源、激光等等。如果您選擇使用LED，那LED的ZX波長Z 好接近激發(fā)光源波長；如果您選擇激光，激光的強(qiáng)度Z 好要能被光譜儀檢測到，才能保證發(fā)射熒光能被檢測到。如果選擇使用帶寬光源（即連續(xù)光譜光源）作為激發(fā)光，我們可以使用單色濾光片濾出單色光。

盡管熒光物質(zhì)的激發(fā)波長與其吸收波長不一致，但是一般情形下我們可以通過簡單的吸光度測試來判斷熒光物質(zhì)的激發(fā)波長。當(dāng)我們對比吸光度光譜和發(fā)射光譜時(shí)，大多數(shù)情況下還是很類似的，只是相對強(qiáng)度會(huì)有差異。

可選濾光片

帶通濾光片是窄化激發(fā)光源的Z簡單選擇，該濾光片由長通和短通兩塊濾光片組成，通過調(diào)節(jié)短通濾光片的位置，可以實(shí)現(xiàn)單色激發(fā)光。

圖3 可調(diào)ZX波長線性帶通濾光片

如果未知熒光物質(zhì)的激發(fā)波長，我們推薦客戶使用可調(diào)線性濾光片，比如海洋光學(xué)的產(chǎn)品LVF-HL，客戶可以自行通過調(diào)節(jié)濾光片找到Z適合的激發(fā)波長。可調(diào)式的帶通濾光片，可以設(shè)置帶寬20nm到100nm不等的單色波，還可以單獨(dú)使用長通和短通濾光片，設(shè)置起始波長和截止波長。

采樣附件

標(biāo)準(zhǔn)熒光測試系統(tǒng)采用與激發(fā)光90°角的位置接收熒光，這樣的收光方式z大程度上減小了透射光與散射光的影響。

模塊化的熒光測量系統(tǒng)ZD的優(yōu)點(diǎn)在于在使用單個(gè)激發(fā)光源和檢測器的情況下，它能Z快、Z簡單地、Z快速遞獲得即時(shí)數(shù)據(jù)。通過改變光纖的連接位置，可以實(shí)現(xiàn)0°, 90°和180°的不同收光角度，從而對樣品進(jìn)行不同形式的光學(xué)測量。另外，我們還可以選擇可浸入式的探頭，或者可調(diào)節(jié)帶寬光學(xué)濾光片，針對不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行熒光測試。下面就介紹一下海洋光學(xué)可提供的配件選擇：

圖4：配有準(zhǔn)直透鏡的比色皿卡槽（CUV-ALL-UV），可實(shí)現(xiàn)90°的熒光測量和透過型吸光度測量

CUV-ALL-UV比色皿卡槽，更換其中的透鏡為74-MSP可以提高樣品熒光的聚集。另外使用Fluoro Vettes比色皿，由于其在紫外段的極好透過率和其微量（50uL）容積，可以簡便GX率地實(shí)現(xiàn)nmol濃度物質(zhì)的熒光測量。

CUV-FL-DA配有海洋光學(xué)的光源和 4通道的比色皿卡槽，由于其不使用光纖耦合而是空間耦合的方式，大大提高了耦合效率。

如果需要測量高濃度的液體樣品、固體或者粉末，熒光反射探頭是比較理想的選擇。使用熒光反射探頭，可以直接接觸樣品表面，獲取樣品的熒光散射光。另外可以通過使用濾光片過濾激發(fā)光，使熒光散射光譜更明顯 。

對流動(dòng)的樣品進(jìn)行熒光測量，可以使用熒光測試流通池，可以隨時(shí)監(jiān)控?zé)晒鈽悠返姆磻?yīng)過程及整個(gè)狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)

 為了確定樣品的確定激發(fā)波長，我們可以先對樣品進(jìn)行吸光度測量。使用QE Pro-ABS，比色皿支架和鹵鎢燈。QE Pro-ABS使用10um狹縫配置，非常適合于吸光度測量。使用OceanView的吸光度操作包，完成簡單的吸光度測量。

一旦你獲得了未知熒光物質(zhì)的吸光度光譜，我們就能判斷該物質(zhì)的激發(fā)波長大概的范圍，從而判斷該物質(zhì)產(chǎn)生熒光的Z有效激發(fā)波長，再去購買Z合適的LED激發(fā)光源。

上圖為典型的熒光測量搭建圖，四通道的CUV-ALL-UV可以根據(jù)測試需求自行更改。吸光度測量時(shí)，可以在180°位置使用兩個(gè)74-UV（準(zhǔn)直鏡）；熒光測量時(shí)，90°位置使用兩個(gè)74-UV，另外另個(gè)通道使用74-MSP反射鏡，增加可接收的熒光信號。

軟件的使用

新版OceanView軟件可以讓使用者更好地使用光譜儀進(jìn)行各種應(yīng)用。當(dāng)使用OceanView進(jìn)行熒光測量時(shí)，經(jīng)常使用到兩種測量模式：QuickView mode（快速掃描）和Relative Irradiance mode（相對輻射）。

快速掃描模式可以顯示每個(gè)像素點(diǎn)的原始光強(qiáng)，而不進(jìn)行任何處理步驟或者光譜儀強(qiáng)度校準(zhǔn)等。我們需要銘記的是，由于每臺(tái)光譜儀的單個(gè)原件和檢測器的不一樣，導(dǎo)致每臺(tái)光譜意義的感光強(qiáng)度也就不一樣，所以使用者容易被快速掃描模式誤導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)顯示的光譜數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)（參考論文文獻(xiàn)等的數(shù)據(jù)）有差，特別是光譜形狀和ZX波長等等，所以這時(shí)候就需要使用相對輻射或者JD輻射模式。

相對輻射模式下，儀器的響應(yīng)可以通過已知色溫值的標(biāo)準(zhǔn)光源在進(jìn)行標(biāo)定，鹵鎢燈作為一種典型的已知色溫值的標(biāo)準(zhǔn)光源，可以用于可見到近紅外波長范圍。相對輻射測量能對光譜儀進(jìn)行相對強(qiáng)度校準(zhǔn)。

但是相對輻射校準(zhǔn)能滿足于熒光測量嗎？并不是 。使用單個(gè)光譜儀進(jìn)行測量是相對精確的，您可以對熒光發(fā)射峰與其他峰的比值進(jìn)行計(jì)算，從而得出相對比較準(zhǔn)確的熒光強(qiáng)度數(shù)值。

當(dāng)我們使用不同光譜儀進(jìn)行熒光測量時(shí)，使用相對輻射是非常重要的，通過相對輻射測量可以判斷光譜形狀，光譜的位置及偏移等等。

總結(jié)

傳統(tǒng)的熒光測量系統(tǒng)相對比較不靈活，也比較局限于實(shí)驗(yàn)室使用。而模塊化的光譜儀能靈活應(yīng)用于熒光測量，選配不同的附件和采樣裝置，能實(shí)現(xiàn)多種搭配，這些是傳統(tǒng)熒光測量系統(tǒng)不能比的。