探測器靈敏度比較

FLS1000 光譜儀具有多個(gè) NIR 檢測器選項(xiàng)，用于測量¹O₂的光譜。本文中比較的探測器是：液氮冷卻 PMT-1700-LN 和 InGaAs-1.65 模擬探測器。

表 1. NIR PMT 和 InGaAs 探測器的規(guī)格

¹O₂發(fā)光的強(qiáng)度與PS的效率成正比。¹O₂的產(chǎn)量越低，檢測它所需的儀器就越靈敏。對于乙腈中的玫瑰紅，所有檢測器都可以識(shí)別來自¹O₂的 1270 nm 附近的窄發(fā)射帶，但具有不同的信噪比 (SNR)。圖 3 顯示了在相同條件下獲得的峰歸一化發(fā)射光譜。

圖 3.乙腈中玫瑰紅產(chǎn)生的¹O₂的峰值歸一化發(fā)射光譜。使用在 510 nm CW 模式下的 VPL-510 激光器進(jìn)行激發(fā)，并使用 PMT-1700-LN 和 InGaAs-1.65 檢測器進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)條件為 Δλ_em =30 nm，積分時(shí)間為 2 s，步長為 1 nm。

圖4.乙腈中玫瑰紅產(chǎn)生的¹O₂原始發(fā)射光譜。使用 510 nm 的 CW VPL-510 激光器和氙燈進(jìn)行激發(fā)（λ_ex = 560 nm，Δλ_ex = 10 nm）。實(shí)驗(yàn)條件為 Δλ_em = 10 nm，積分時(shí)間為2 s，步長 1 nm。

溶液中¹O₂的壽命取決于其化學(xué)環(huán)境。許多反應(yīng)以及非反應(yīng)性淬滅都可能同時(shí)發(fā)生，因此很難預(yù)測其壽命。最可靠的方法是使用配備光子計(jì)數(shù)探測器的時(shí)間分辨光譜儀直接測量其壽命。在此，¹O₂壽命是使用 FLS1000 中的 PMT-1700-LN 探測器測得的。

圖 5. 在 FLS1000 中使用 (a) VPL-510 和 (b) 脈沖氙燈激發(fā)所獲得的¹O₂的壽命衰減。圖中顯示了指數(shù)擬合結(jié)果。不同 VPL-510 脈沖寬度的影響見 (c)，PL 衰減采集時(shí)間相同，脈沖寬度如圖所示。測量條件：(a) λe¹O₂x = 510 nm，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 30 nm，重復(fù)頻率 = 1 kHz (b) λ_ex = 560 nm，Δλ_ex = 5 nm，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 30 nm，重復(fù)頻率 = 100 Hz (c) λ_ex = 510 nm，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 30 nm，重復(fù)頻率 = 1 kHz

圖 6. 使用 532 nm Nd:YAG 激光激發(fā)獲得的¹O₂壽命衰減。該數(shù)據(jù)是使用與圖 5 不同的樣品采集的（¹O₂的壽命取決于空氣飽和度和 PS 濃度）。指數(shù)擬合結(jié)果如圖所示。測量條件：激光能量 = 5 mJ/脈沖，重復(fù)頻率 = 10 Hz，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 3 nm。

檢測單線態(tài)氧需要高性能的光譜儀，愛丁堡FLS1000可配置高功率激光器和高靈敏的探測器。模擬信號的 InGaAs 檢測器可用于光譜測量，但建議使用光子計(jì)數(shù) PMT。脈沖光源和檢測器對于¹O₂的時(shí)間分辨光譜收集至關(guān)重要。