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2025-01-10 17:05:48紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料: 紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是一種能將低能量的紫外光轉(zhuǎn)換為高能量可見光或近紅外光的特殊材料。這類材料通過吸收兩個(gè)或多個(gè)低能量光子，經(jīng)過內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換過程，發(fā)射出一個(gè)高能量光子，實(shí)現(xiàn)光子的“上轉(zhuǎn)換”。這種材料在光電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)成像、光學(xué)存儲等領(lǐng)域有重要應(yīng)用，因其獨(dú)特的發(fā)光性質(zhì)而備受關(guān)注。

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紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料資訊

名師講堂第30期 |淺談近紅外下轉(zhuǎn)換和紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究

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北京卓立漢光儀器有限公司 733
2022-06-22
紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料高性能稀土發(fā)光材料

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紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料問答

2022-12-27 15:23:37熱點(diǎn)應(yīng)用丨耦合熱冷臺附件實(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區(qū)域進(jìn)行物理接觸。這是發(fā)光測溫法無可比擬的優(yōu)勢。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)確探測不同區(qū)域的溫度。這種納米測溫法在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有很大的潛力，如：對溫度高于平均值的癌細(xì)胞進(jìn)行成像[1]。發(fā)光測溫可以根據(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+能級的高低。上轉(zhuǎn)換的測溫法通常集中使用525nm和540nm兩個(gè)波長的發(fā)射峰，分別對應(yīng)2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2能級躍遷。2H11/2和2H11/2兩個(gè)能級在能量上緊密間隔，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i上的粒子數(shù)，Δe是兩個(gè)能級間的能量差，k是玻爾茲曼常數(shù)，C是簡并常數(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能夠完成該測試項(xiàng)目。此變溫臺不僅能夠保證在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對上轉(zhuǎn)換樣品NaY0.77Yb0.20Er0.03F4進(jìn)行不同溫度下上轉(zhuǎn)換發(fā)光的測試。測試方法與樣品測試樣品為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冷熱臺里的石英樣品池中。通過光纖將冷熱臺與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)檢測器PMT-900。時(shí)間分辨的壽命測試使用脈沖氙燈(μF2)作為激發(fā)光源，采用MCS模式測試發(fā)光壽命。測試結(jié)果與討論使用FLS1000的Fluoracle中溫度mapping的測試功能，分別測試從-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)能級躍遷產(chǎn)生的。4S3/2 → 4I15/2和4F9/2 → 4I15/2對應(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冷熱臺的FLS1000光譜儀進(jìn)行測試。測試條件：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冷熱臺的FLS1000光譜儀進(jìn)行測試。測試條件：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冷熱臺的FLS1000光譜儀進(jìn)行測試。測試2H11/2→ 4I15/2對應(yīng)的發(fā)射。測試條件：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，可以得到熒光測溫系統(tǒng)S的相對靈敏度。這是評價(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冷熱臺進(jìn)行測試。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值可作為發(fā)光測溫系統(tǒng)中的溫度探針，其靈敏度為1.0%K-1。通過光纖耦合的Linkam冷熱臺附件能夠使用戶在發(fā)光測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)

2022-12-18 15:49:55材料合成、發(fā)光材料、碳材料、生物領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)推薦【學(xué)術(shù)簡訊22年45期】: 本周我們推薦5篇前沿學(xué)術(shù)成果，針對材料合成、發(fā)光材料、碳材料、生物，涉及拉曼、熒光、粒度分析技術(shù)。材料合成發(fā)光材料碳材料生物

2024-12-13 11:29:35紫外耐候試驗(yàn)箱多少錢: 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，紫外耐候試驗(yàn)箱作為一種常見的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于材料的耐候性測試、產(chǎn)品的老化測試等領(lǐng)域。許多企業(yè)在選擇此類設(shè)備時(shí)，往往關(guān)注紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格。紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格并不是一個(gè)固定數(shù)值，而是受到多種因素的影響。本文將詳細(xì)分析紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格構(gòu)成因素，幫助讀者更好地了解購買時(shí)需要關(guān)注的要素，并為預(yù)算做出合理的預(yù)估。紫外耐候試驗(yàn)箱價(jià)格影響因素紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格受多種因素的影響，主要包括設(shè)備的規(guī)格、性能、制造工藝、品牌以及市場需求等方面。1. 設(shè)備規(guī)格與功能配置紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格首先受到其規(guī)格和功能配置的影響。市場上常見的紫外耐候試驗(yàn)箱有標(biāo)準(zhǔn)型和定制型，定制型的試驗(yàn)箱往往在外觀、功能配置等方面具備更多的選擇，因此價(jià)格也相對較高。設(shè)備的容量、溫控范圍、濕度控制等功能也是影響價(jià)格的重要因素。一般來說，具備更廣泛溫濕度控制范圍、更加的試驗(yàn)參數(shù)和智能化控制系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格較高。2. 品牌和制造工藝品牌是紫外耐候試驗(yàn)箱價(jià)格的另一個(gè)決定性因素。知名品牌的設(shè)備通常采用更高標(biāo)準(zhǔn)的制造工藝，使用更為優(yōu)質(zhì)的材料，并且在售后服務(wù)方面也表現(xiàn)得更加專業(yè)。這些因素都使得知名品牌的紫外耐候試驗(yàn)箱價(jià)格相對較高。與此國產(chǎn)品牌和小型企業(yè)的試驗(yàn)箱雖然價(jià)格較低，但可能在長期使用中的穩(wěn)定性、精確性和服務(wù)保障方面有所差異。3. 市場需求和采購數(shù)量紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格也與市場需求及采購數(shù)量密切相關(guān)。隨著科技發(fā)展，企業(yè)對紫外耐候試驗(yàn)箱的需求逐漸增加，導(dǎo)致生產(chǎn)廠家加大研發(fā)力度，生產(chǎn)能力逐漸提升，價(jià)格也在一定程度上趨于穩(wěn)定。而大宗采購時(shí)，企業(yè)可以根據(jù)采購數(shù)量獲得更優(yōu)惠的價(jià)格，因此采購規(guī)模的大小也會對單臺設(shè)備的價(jià)格產(chǎn)生影響。4. 售后服務(wù)與保修政策紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格還與廠家的售后服務(wù)和保修政策有關(guān)。設(shè)備的保修期、維修服務(wù)的響應(yīng)速度、配件供應(yīng)等都直接影響企業(yè)的采購決策。提供長時(shí)間保修和專業(yè)技術(shù)支持的品牌，通常在價(jià)格上會有一定的溢價(jià)。紫外耐候試驗(yàn)箱的市場價(jià)格范圍根據(jù)市場調(diào)查，紫外耐候試驗(yàn)箱的價(jià)格通常在幾萬元到十幾萬元不等。小型、功能較簡單的紫外耐候試驗(yàn)箱價(jià)格一般在2萬到5萬元之間；中型或功能較全的試驗(yàn)箱，價(jià)格通常在5萬到10萬元之間；而高端、大型、定制型的設(shè)備，價(jià)格則可能達(dá)到10萬元以上，甚至更高。

2023-06-05 10:11:53材料生長、催化、發(fā)光材料、光學(xué)檢測、光學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)推薦【學(xué)術(shù)簡訊23年18期】: 本周我們推薦5篇前沿學(xué)術(shù)成果，針對材料生長、催化、發(fā)光材料、光學(xué)檢測、光學(xué)設(shè)計(jì)，涉及光譜儀、熒光、拉曼。材料生長催化發(fā)光材料光學(xué)檢測光學(xué)設(shè)計(jì)

2022-12-28 11:43:43紫外老化試驗(yàn)機(jī)制作材料和光源組成部分: 針對紫外線老化測試機(jī)的應(yīng)用難題，我覺得它是這種選用了熒光紫外燈為燈源的機(jī)器設(shè)備。選用那樣的燈源，根據(jù)針對自然陽光的紫外光輻射源和冷疑的這種仿真模擬，及其針對原材料開展實(shí)驗(yàn)，或許是選用加快耐老化開展實(shí)驗(yàn)的，那樣做的目地就是說以便得到最之佳的耐老化。下邊討論一下這類機(jī)器設(shè)備的制做原材料和燈源。一、制做原材料紫外光耐侯環(huán)境試驗(yàn)箱是選用的這種非金屬材質(zhì)，也有就是說某些建筑涂料，及其漆料等有機(jī)化學(xué)原材料。應(yīng)用那樣的原材料以后，在歷經(jīng)了太陽、溫度、施毒、精華露等，在這種氣侯的轉(zhuǎn)變以后開展檢測，看一下那樣的商品的原材料是否存有著脆化的狀況，在較短的時(shí)間以內(nèi)，就能夠獲得是不是掉色或是是退色的狀況出現(xiàn)。二、燈源可能我們還有些不清楚，如紫外光耐候環(huán)境試驗(yàn)箱是選用40w的最之大的功率，燈源是國內(nèi)的熒光紫燈，也有就是說遍布在設(shè)備兩邊的紫外光熒光燈。針對熒光燈，其動能輸出是隨之時(shí)間而產(chǎn)生更改的，這類紫燈源各自是由舊燈和新燈構(gòu)成的。因此，獲得的就是說1個(gè)輸出勻速運(yùn)動的光動能。在其中UVA led燈管為國內(nèi)訂制，UVB313為西班牙東芝led燈管，或許很多生產(chǎn)廠家也用到進(jìn)口的亞太拉斯和Q-LABled燈管，材料供參考。