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2025-01-21 09:35:14光電子轉(zhuǎn)換: 光電子轉(zhuǎn)換是指將光能轉(zhuǎn)化為電能或電子信號(hào)的過程。在光電效應(yīng)中，光子撞擊物質(zhì)表面，使得物質(zhì)中的電子獲得足夠能量而逸出，形成電流或電子信號(hào)。這一過程廣泛應(yīng)用于太陽能電池、光電探測(cè)器、光電傳感器等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換與傳輸，對(duì)現(xiàn)代通信、能源轉(zhuǎn)換及信息技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

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客戶訪談丨讓光電子轉(zhuǎn)換被看見-佛羅里達(dá)州立大學(xué)光物理學(xué)研究員Kenneth Hanson 教授

三重態(tài)-三重態(tài)湮滅在太陽能轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用一直是您工作中的一貫主題，如何使用它來提高太陽能電池效率并實(shí)現(xiàn)更加碳中和的未來？

天美儀拓實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（上海）有限公司 689
2022-02-28
光電子轉(zhuǎn)換光致發(fā)光光譜儀瞬態(tài)吸收光譜儀

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光電子轉(zhuǎn)換問答

2022-12-27 15:23:37熱點(diǎn)應(yīng)用丨耦合熱冷臺(tái)附件實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料溫度傳感的研究: 前言許多發(fā)光材料的發(fā)光特性隨溫度、壓力或化學(xué)物質(zhì)的存在而變化。這種特性在發(fā)光傳感器的開發(fā)中得到了長期的應(yīng)用。除了化學(xué)傳感外，發(fā)光測(cè)溫法也是最常用的傳感方法之一。與其他方法不同，它不需要宏觀的探針與探測(cè)區(qū)域進(jìn)行物理接觸。這是發(fā)光測(cè)溫法無可比擬的優(yōu)勢(shì)。例如，可以功能化的發(fā)光納米顆粒進(jìn)入生物靶，熒光顯微鏡可以準(zhǔn)確探測(cè)不同區(qū)域的溫度。這種納米測(cè)溫法在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有很大的潛力，如：對(duì)溫度高于平均值的癌細(xì)胞進(jìn)行成像[1]。發(fā)光測(cè)溫可以根據(jù)強(qiáng)度、線寬、光致發(fā)光壽命或光譜位移的變化來進(jìn)行。由于鑭系離子的穩(wěn)定性和窄光譜特性，很容易識(shí)別到這些變化，因此在溫度傳感的應(yīng)用中經(jīng)常使用鑭系離子[2]。此外，鑭系摻雜材料呈現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì): 可被近紅外(NIR)光激發(fā)，在光譜可見光區(qū)發(fā)射。近紅外光譜激發(fā)減少了生物組織的自吸收和散射，因此遠(yuǎn)程激勵(lì)變得更加容易。由于這一性質(zhì)，越來越多的溫度生物成像研究使用無機(jī)納米摻雜鑭離子制備上轉(zhuǎn)換納米顆粒 (UCNPs)[3]。圖1. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理的結(jié)構(gòu)示意圖，其中紅色和綠色的線代表發(fā)射躍遷?；疑木€代表非輻射躍遷。圖1是上轉(zhuǎn)換熒光粉NaY0.77Yb0.20Er0.03F4發(fā)光機(jī)理的示意圖。至少需要兩個(gè)980nm的光子去激發(fā)樣品來產(chǎn)生可見區(qū)的發(fā)射。除了直接激發(fā)Er3+離子外，還存在從激發(fā)態(tài)Yb3+與Er3+激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移，該材料在可見光光譜的藍(lán)色、綠色和紅色區(qū)域發(fā)光。取決于躍遷過程中Er3+能級(jí)的高低。上轉(zhuǎn)換的測(cè)溫法通常集中使用525nm和540nm兩個(gè)波長的發(fā)射峰，分別對(duì)應(yīng)2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2能級(jí)躍遷。2H11/2和2H11/2兩個(gè)能級(jí)在能量上緊密間隔，他們實(shí)際處于熱平衡狀態(tài)。因此，它們的粒子數(shù)比例可以用玻爾茲曼分布來表示:式中，Ni是能級(jí)i上的粒子數(shù)，Δe是兩個(gè)能級(jí)間的能量差，k是玻爾茲曼常數(shù)，C是簡(jiǎn)并常數(shù)。基于此，525nm與540nm處熒光強(qiáng)度的比值RHS可用來推出2H11/2與4S3/2的比值，從而能夠計(jì)算出樣品的溫度。愛丁堡(Edinburgh Instruments）熒光光譜儀FLS1000通過光纖耦合變溫臺(tái)能夠完成該測(cè)試項(xiàng)目。此變溫臺(tái)不僅能夠保證在FLS1000和顯微鏡下研究的為同一樣品，并且沒有任何中間樣品轉(zhuǎn)移步驟。本文通過FLS1000熒光光譜儀耦合變溫臺(tái)對(duì)上轉(zhuǎn)換樣品NaY0.77Yb0.20Er0.03F4進(jìn)行不同溫度下上轉(zhuǎn)換發(fā)光的測(cè)試。測(cè)試方法與樣品測(cè)試樣品為NaY0.77Yb0.20Er0.03F4上轉(zhuǎn)換發(fā)光粉末，購置于Sigma Aldrich。將樣品放置于Linkam HFS350EV-PB4冷熱臺(tái)里的石英樣品池中。通過光纖將冷熱臺(tái)與FLS1000樣品倉相連接。使用穩(wěn)態(tài)光源Xe2 980nm進(jìn)行激發(fā)，激光能量要低，以防止樣品變熱。使用980nm的激光器往往會(huì)造成樣品受激光照射而變熱[4]。FLS1000配置：雙單色器，標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)器PMT-900。時(shí)間分辨的壽命測(cè)試使用脈沖氙燈(μF2)作為激發(fā)光源，采用MCS模式測(cè)試發(fā)光壽命。測(cè)試結(jié)果與討論使用FLS1000的Fluoracle中溫度mapping的測(cè)試功能，分別測(cè)試從-100℃到80℃每間隔20℃溫度范圍內(nèi)，樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)射的紅光及綠光隨溫度的變化情況。結(jié)果如圖2（上轉(zhuǎn)化綠光）和3（上轉(zhuǎn)換紅光）所示。圖2 中上轉(zhuǎn)換綠光發(fā)射峰是由于Er3+的2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2兩個(gè)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的。4S3/2 → 4I15/2和4F9/2 → 4I15/2對(duì)應(yīng)發(fā)射峰的強(qiáng)度隨著溫度升高而降低。但是2H11/2 → 4I15/2對(duì)應(yīng)的譜待變化的稍有不同：在273K以下，隨著溫度的增加其發(fā)光強(qiáng)度降低。但當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，增長緩慢。圖2. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的發(fā)射圖譜（綠光部分）。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件：λex=980 nm, Δλex=10 nm, Δλem=10 nm, 步進(jìn)step=0.10nm, 積分時(shí)間=1s/step。內(nèi)插圖為對(duì)應(yīng)2H11/2→ 4I15/2躍遷的發(fā)射范圍的放大圖。圖3. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的發(fā)射圖譜（紅光部分）。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件：λex=980nm, Δλex=10nm, Δλem=10nm, 步進(jìn)step=0.10nm, 積分時(shí)間=1s/step。圖4. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的壽命三維譜圖。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試2H11/2→ 4I15/2對(duì)應(yīng)的發(fā)射。測(cè)試條件：λex=980nm, Δλex=15nm, λem=541nm ，Δλem=10nm, 燈源頻率=100Hz, 采集時(shí)間：每條衰退曲線采集5分鐘。紅色和藍(lán)色曲線分別代表-100℃和40℃下的測(cè)試結(jié)果。隨著溫度的增加，非輻射弛豫過程降低了整體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程。有關(guān)溫度的猝滅的動(dòng)力學(xué)可以通過圖4所示的溫度相關(guān)的三維壽命譜圖來進(jìn)行研究，當(dāng)溫度增加時(shí)，該樣品的發(fā)光壽命從640μs降低至530μs，有明顯下降?；氐綀D2和圖3，從4S3/2 ，2H11/2 到4F9/2的弛豫過程相對(duì)增加了紅色光的發(fā)射強(qiáng)度。這可以從圖5（a）的溫度Rrg函數(shù)看出。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值，RHS是優(yōu)異的溫度指數(shù)參數(shù)(前言已介紹過)，圖5（b）是RHS隨溫度的變化圖，圖5（c）是相同數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)值。有趣的是，RHS并沒有遵循玻爾茲曼曲線：在高溫下，額外的弛豫過程發(fā)生并引發(fā)4S3/2 → 4I15/2躍遷的“緩慢增加”。這與之前的報(bào)告一致[5,6]，證明了上轉(zhuǎn)換的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過程: 4H11/2到 4S3/2的非輻射過程在高溫下變得更為重要，所以粒子數(shù)與RHS不相等。應(yīng)該指出不同溫度下的RHS 很大程度上取決于樣品顆粒的大小[4,6]。為了說明上轉(zhuǎn)換測(cè)溫的概念，將曲線的低溫區(qū)域擬合到圖5 (c)所示的直線玻爾茲曼圖中，可以得到熒光測(cè)溫系統(tǒng)S的相對(duì)靈敏度。這是評(píng)價(jià)發(fā)光溫度計(jì)系統(tǒng)的一個(gè)有用參數(shù)，計(jì)算方法如下:圖5的斜率為-ΔE/k, 在20℃的靈敏度為1.0%K-1。這一結(jié)果與類似的上轉(zhuǎn)換測(cè)溫系統(tǒng)是一致的。圖5. 上轉(zhuǎn)換發(fā)射帶強(qiáng)度的比值隨溫度變化的函數(shù)圖：（a）紅光和綠光的比值（b）2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值 (c) 圖(b)的對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)圖。與玻爾茲曼圖第一部分的線性擬合如(c)所示。結(jié)論NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度及壽命均可使用愛丁堡熒光光譜儀FLS1000 耦合Linkam冷熱臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值可作為發(fā)光測(cè)溫系統(tǒng)中的溫度探針，其靈敏度為1.0%K-1。通過光纖耦合的Linkam冷熱臺(tái)附件能夠使用戶在發(fā)光測(cè)試和顯微鏡下靈活輕松切換，中途不需要樣品轉(zhuǎn)移步驟。參考文獻(xiàn)[1] C. D. S. Brites, et al., Nanoscale 4, 4799-4829 (2012)[2] M. D. Dramianin, Methods Appl. Fluoresc. 4, 042001 (2016)[3] M. González-Béjar and J. Pérez-Prieto, Methods Appl. Fluoresc. 3, 042002 (2015)[4] S. Zhou, et al., Optics Communications 291, 138-142 (2013)[5] X. Bai, et al., J. Phys. Chem. C 111, 13611-13617 (2007)[6] W. Yu, et al., Dalton Trans. 43, 6139-6147 (2014)

2021-06-25 14:44:43泰克示波器在開關(guān)轉(zhuǎn)換電源紋波測(cè)試的應(yīng)用: 近期，某客戶需要測(cè)試電磁檢測(cè)設(shè)備上的開關(guān)電源電路紋波測(cè)試情況，開關(guān)電源模塊輸入端是220V，輸出轉(zhuǎn)換成直流12V，需要判斷紋波大小情況，以此去排除掉是否是電源模塊供應(yīng)的問題，但是之前測(cè)試，用普通電壓探頭檢測(cè)效果并不理想，市面上以及通用標(biāo)配的探頭測(cè)試噪聲引入過大，對(duì)于紋波的測(cè)試真實(shí)度不是很樂觀?？蛻粽业桨蔡y(cè)試，希望我們有詳細(xì)的方案能夠有效減少噪聲同時(shí)對(duì)測(cè)試的實(shí)際紋波能夠觀測(cè)出來。開關(guān)模式電源開關(guān)模式電源（Switch Mode Power Supply，簡(jiǎn)稱SMPS），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備。因此開關(guān)電源產(chǎn)

2020-12-28 09:49:04Nature Materials: 低溫共聚焦顯微鏡助力設(shè)計(jì)光電子器件的范德瓦爾斯界面: 基于二維材料的范德瓦爾斯界面在光電子器件領(lǐng)域具有廣泛的發(fā)展前景，不同材料組成的界面可以在很大程度上調(diào)控器件的發(fā)光光譜范圍。然而，層間堆疊方式不同帶來的晶格失配以及錯(cuò)位都會(huì)YZ電子與聲子耦合作用，影響光電器件的工作效率。近期，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的的Alberto F. Morpurgo?教授課題組在《自然-材料》雜志上發(fā)表了低溫光致發(fā)光光譜研究設(shè)計(jì)范德瓦爾斯界面的工作。通過組合導(dǎo)帶底部與價(jià)帶頂部都在Γ點(diǎn)（倒格矢空間）的二維晶體材料，形成范德瓦爾斯界面，避免了動(dòng)量失配。這樣的范德瓦爾斯界面將不受光學(xué)躍遷與晶格常數(shù)、兩層材料之間旋轉(zhuǎn)角或者晶格錯(cuò)位的影響，為基于二維原子晶體的光電子器件的發(fā)展打下了重要的基礎(chǔ)。雙層或者多層過渡金屬硫化物（例如WS2，MoS2, MoSe2 ）的價(jià)帶頂部在Γ點(diǎn)，可以與導(dǎo)帶底部在Γ點(diǎn)的多層InSe材料形成范德瓦爾斯界面，該界面允許直接躍遷。通過分析光致發(fā)光光譜（PL光譜）對(duì)雙層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面的測(cè)量結(jié)果（見圖1），可以判定雙層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面的直接躍遷存在且能量為1.55eV。圖1. (a)雙層InSe與雙層WS2的結(jié)構(gòu)示意圖。 (b)雙層InSe與雙層WS2的能帶圖。(c）溫度5K時(shí)雙層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面的光致發(fā)光光譜，內(nèi)置圖：2L-InSe/2L-WS2光學(xué)照片。比例尺：10微米。通過分析發(fā)光光譜隨溫度變化的數(shù)據(jù)（圖2a-b），研究者發(fā)現(xiàn)雙層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面的直接躍遷發(fā)光光譜隨溫度降低強(qiáng)度增加。該界面發(fā)光光譜隨激光強(qiáng)度增加的變化（圖2c）也表明其發(fā)光機(jī)制是直接躍遷。圖2d為6層InSe與雙層WS2界面切面SEM電鏡圖。通過分析該6層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面的切面發(fā)光光譜的旋光數(shù)據(jù)（圖2e）可直接證實(shí)該界面是直接躍遷的機(jī)制。圖2. (a-b): 雙層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面PL光譜隨溫度變化數(shù)據(jù)圖。(c):光譜隨激發(fā)激光強(qiáng)度的變化。(d):6層InSe與雙層WS2界面切面的SEM電鏡圖。（e）6層InSe與雙層WS2界面切面處發(fā)光光譜的旋光數(shù)據(jù)圖。研究者也分析了多層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面PL光譜（圖3a-b）以及四層InSe與多層WS2范德瓦爾斯界面PL光譜。綜合分析以上不同層數(shù)二維材料組成的范德瓦爾斯界面PL光譜的能帶圖以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表明該不同層數(shù)二維材料組成的范德瓦爾斯界面未受到兩層材料之間旋轉(zhuǎn)角或者晶格錯(cuò)位的影響而存在層間發(fā)光光譜。圖3. (a) 多層InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面PL光譜數(shù)據(jù)，溫度為5K。(b): InSe與雙層WS2范德瓦爾斯界面PL光譜能量與InSe層數(shù)關(guān)系圖。(c): 四層InSe與多層WS2范德瓦爾斯界面PL光譜能量與WS2層數(shù)關(guān)系圖。文章中，作者使用了德國attocube公司的attoDRY系列低溫恒溫器來實(shí)現(xiàn)器件在極低溫條件下使用熒光光譜分析二維材料中的范德瓦爾斯界面。文章實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過合理的選擇二維材料組合成范德瓦爾斯界面，可以設(shè)計(jì)出具有很寬廣發(fā)光范圍的光電器件。圖4：低振動(dòng)無液氦磁體與恒溫器—attoDRY系列，超低振動(dòng)是提供高分辨率與長時(shí)間穩(wěn)定光譜的關(guān)鍵因素。attoDRY2100+CFM I主要技術(shù)特點(diǎn)：+ 應(yīng)用范圍廣泛: PL/EL/ Raman等光譜測(cè)量+ 變溫范圍：1.8K - 300K+ 空間分辨率：< 1 mm+ 無液氦閉環(huán)恒溫器+ 工作磁場(chǎng)范圍：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁體可選)+ 低溫消色差物鏡NA=0.82+ 精細(xì)定位范圍： 5mm X 5mm X 5mm @ 4K+ 精細(xì)掃描范圍：30 mm X 30 mm@4K+ 可進(jìn)行電學(xué)測(cè)量，配備標(biāo)準(zhǔn)chip carrier+ 可升級(jí)到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、SHPM等功能參考文獻(xiàn)：[1]. Nicolas Ubrig? et al, Design of van der Waals interfaces for broad spectrum optoelectronics, Nature Materials,19,299–304 (2020)

2020-05-21 10:20:40大家都在使用的波長轉(zhuǎn)換？原來是它！: 周期性極化鈮酸鋰晶體（PPLN）模塊可用于可見光、近紅外以及中紅外波段的波長轉(zhuǎn)換應(yīng)用，波長范圍400-1100nm，可用于激光波長倍頻（SHG）、和頻（SFG）以及差頻（DFG）的波長轉(zhuǎn)換應(yīng)用，具體輸出波長可接受定制。模塊包含PPLN波導(dǎo)、TEC冷卻模塊，輸出方式可選擇空間光輸出或者光纖耦合輸出，具有轉(zhuǎn)換效率高、功率損耗小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。產(chǎn)品原理準(zhǔn)相位匹配技術(shù)倍頻(SHG), 和頻(SFG), 差頻(DFG) 效應(yīng)都是二階非線性的光學(xué)過程，輸入的激光產(chǎn)生電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致二階偶極子的極化效應(yīng)，根據(jù)量子光學(xué)的理論，在輸入兩束特定的光束后由于以上效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的輸出光束。倍頻SHG (532 nm)和頻SFG (578 nm)差頻DFG如圖所示，準(zhǔn)相位匹配是通過改變光路傳播方向上每半個(gè)相干長度上的偏振方向來實(shí)現(xiàn)的，不同的結(jié)構(gòu)以及改變方式產(chǎn)生了不同的波長轉(zhuǎn)換效果。脊型波導(dǎo)—高達(dá)兩倍的轉(zhuǎn)換效率提升在平面塊狀（Bulk）PPLN晶體內(nèi)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換時(shí)，光束的發(fā)散角會(huì)對(duì)波長轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生比較大的影響。然而，使用波導(dǎo)型（Waveguide）PPLN進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換時(shí)，由于波導(dǎo)的特殊形狀，光束在波導(dǎo)內(nèi)傳播時(shí)會(huì)得到增強(qiáng)，這也就使得在脊型波導(dǎo)內(nèi)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的效率可以達(dá)到平面塊狀PPLN內(nèi)效率的2倍左右，大大降低了能量的損耗。主要應(yīng)用· 波長轉(zhuǎn)換、SHG倍頻、SFG和頻、DFG差頻· 原子冷卻、原子捕獲、量子光學(xué)產(chǎn)品參數(shù)和選型· 輸出形式：空間光輸出或光纖耦合輸出（FC/APC SM光纖及Panda光纖可選）· 波長范圍：400-1100nm，特殊波長請(qǐng)單獨(dú)詢問轉(zhuǎn)換效率：空間光輸出>=；光纖耦合輸出>=50%（輸入光功率小于100mW，大功率輸出請(qǐng)單獨(dú)咨詢）· 溫控器：可選· 外形尺寸：54mm*30mm*11.2mm

2020-02-24 10:17:49上轉(zhuǎn)換材料的熒光光譜分析法: 序言上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料 (Upconversion phosphors material,UPM) 是一類在長波長激發(fā)下發(fā)射短波長光的材料，其特點(diǎn)是所吸收的光子能量低于發(fā)射的光子能量。由于使用紅外光作為激發(fā)光源，此類材料在防偽標(biāo)記、激光探測(cè)和立體顯示上的用途已經(jīng)廣為人知。 Z近幾年來 , 科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料有不易發(fā)生光漂白和發(fā)光強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn) , 用在生物標(biāo)記中可以大大提高檢測(cè)靈敏度和線性范圍，因此上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的熒光發(fā)射光譜是表征其性能的一個(gè)重要指標(biāo)，具有非常重要意義。與傳統(tǒng)典型的熒光發(fā)光過程（只涉及一個(gè)基態(tài)和一個(gè)激發(fā)態(tài)）不同，上轉(zhuǎn)換過程需要許多中間態(tài)來累積低頻的激發(fā)光子的能量。其中主要有三種發(fā)光機(jī)制：激發(fā)態(tài)吸收、能量轉(zhuǎn)換過程、光子雪崩。這些過程均是通過摻雜在晶體顆粒中的激活離子能級(jí)連續(xù)吸收一個(gè)或多個(gè)光子來實(shí)現(xiàn)的，而那些具有 f 電子和 d 電子的激活離子因具有大量的亞穩(wěn)能級(jí)而被用來上轉(zhuǎn)換發(fā)光。然而GX率的上轉(zhuǎn)換過程，只能靠摻雜三價(jià)稀土離子實(shí)現(xiàn)，因其有較長的亞穩(wěn)能級(jí)壽命。稀土離子的吸收和發(fā)射光譜主要來自內(nèi)層 4f 電子的躍遷。在外圍 5s 和 5p 的電子的屏蔽下，其 4f 電子幾乎不與基質(zhì)發(fā)生相互作用，因此摻雜的稀土離子的吸收和發(fā)射光譜與其自由離子相似，顯示出極尖銳的峰（半峰寬約 10-20nm）。而這同時(shí)就對(duì)外部激發(fā)光源的波長有了很大的限制。激光熒光光譜技術(shù)用于化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域具有信噪比高、靈敏度好、檢測(cè)快速等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)于上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光檢測(cè)。商業(yè)化的 980nm 激光光源系統(tǒng)恰巧與它的吸收相匹配，為上轉(zhuǎn)換納米材料提供了理想的激光激發(fā)光源。PerkinElmer 是世界上Z主要的熒光分光光度計(jì)生產(chǎn)商，也是技術(shù)上Zling先的高端儀器供應(yīng)商。PerkinElmer 公司是SJ采用脈沖氙燈做光源，具有熒光、磷光和化學(xué)發(fā)光三種測(cè)量模式，在磷光和化學(xué)發(fā)光模式下，儀器內(nèi)部激發(fā)光源自動(dòng)關(guān)閉，這樣就為 980nm 激光光源的使用提供了便利的條件，也為上轉(zhuǎn)換納米材料的熒光發(fā)光測(cè)試提供了硬件基礎(chǔ)，而其它廠家大多數(shù)使用傳統(tǒng)的連續(xù)氙燈，不能通過軟件將其關(guān)閉，在使用激光光源時(shí)，只能通過遮擋的方式將出光孔堵??； PerkinElmer 公司采用脈沖氙燈光源，就可以很好的在內(nèi)部光源與外部激光光源之間進(jìn)行切換，當(dāng)需要使用外部激光光源系統(tǒng)時(shí)，只需要通過軟件選擇激光測(cè)定模式即可，不需要通過其它物理遮擋方式，來遮擋儀器原有的激發(fā)光源，這是PerkinElmer 公司優(yōu)于其它公司的重要技術(shù)之一。這種操作不僅延長了原有氙燈的使用壽命，而且也很好的限制了由于物理遮擋導(dǎo)致的雜散光影響；另外，由于采用了靈活的可拆卸的樣品架套筒設(shè)計(jì)，如圖 1 所示，不僅固定了激光光源的輸出端，使之與樣品池垂直，保證激光光源能夠準(zhǔn)確的照射到待測(cè)樣品上而且，在進(jìn)行常規(guī)熒光測(cè)定時(shí)，容易取下，大大簡(jiǎn)化了操作的繁瑣性。硬件配置主機(jī)： LS-55 型熒光分光光度計(jì) ( 圖 2)附件：激光光源及可拆卸樣品池套筒（圖 1）圖 1. 激光光源及可拆卸樣品池架套筒圖 2. PerkinElmerLS-55 熒光光譜儀樣品測(cè)試測(cè)試條件測(cè)試模式：激光測(cè)定模式延遲時(shí)間： 0ms掃描范圍： 300-700nm掃描速度： 1000nm/min測(cè)試結(jié)果改變不同條件測(cè)試 UCNP 上轉(zhuǎn)換材料得到的熒光發(fā)射譜圖，如下圖 3 所示。從圖可以看出樣品在357nm、473nm、 645nm 有熒光發(fā)射峰，這三個(gè)發(fā)射峰是 UCNP三個(gè)能級(jí)的光子發(fā)射，其中在 473nm 處Z強(qiáng)，且熒光發(fā)射峰窄且尖銳，半峰寬大約 10nm，測(cè)試結(jié)果令人滿意。圖 3. 樣品熒光發(fā)射譜圖結(jié)論P(yáng)erkinElmer 公司的 LS-55 熒光光譜儀連接激光做光源的熒光分析方法能夠準(zhǔn)確的測(cè)試上轉(zhuǎn)換材料的熒光發(fā)射峰，測(cè)試結(jié)果良好，為上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光表征提供了wan美的解決方案。該方法操作簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，能夠滿足絕大多數(shù)樣品的測(cè)試，并且易于拆卸，也能滿足常規(guī)樣品的測(cè)試，是一個(gè)非常實(shí)用的解決方案。