一种半积分球荧光量子效率测量装置及其测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种半积分球荧光量子效率测量装置，包括恒流恒压源、贴片式LED光源、半积分球光学腔、光纤光谱仪和计算机；恒流恒压源为贴片式LED光源提供稳定电流，半积分球光学腔由内壁涂有高反射率的漫反射涂层的半积分球壳体和一面过球心的高反射率平面反射镜围成；平面反射镜上设有圆形孔用于固定贴片式LED光源和待测样品，待测样品位于贴片式LED光源之上；半积分球壳体上设有探测口，用于光纤光谱仪光纤探头的耦合连接。采用光纤光谱仪探测光谱信号，把待测样品配置在光纤数值孔径角区域外来抑制一次直射光进入探测器，避免挡板的使用，从而提高积分球内光分布的均匀性。
【专利说明】-种半积分球黄光量子效率测量装置及其测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种量子效率测量装置及其测量方法，尤其设及一种W透明巧光材料 作为测量对象的半积分球巧光量子效率测量装置及其测量方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着L邸照明设备的迅速发展，对巧光材料的研究越来越受到人们的重 视，量子效率作为评价巧光材料发光性能的重要指标备受人们的关注。通常，巧光材料的量 子效率定义为材料发射出的光子数与材料所吸收的光子数的比值。
[0003] 待测巧光样品常由于其内部化学成分W及外形尺寸等因素导致其发光强度呈现 空间分布不均匀的特点，为此现有技术W及所设及的测量装置都采用积分球来收集从测量 对象发出的巧光。现有技术，通常使用激光作为激发光源，且通过在积分球壁开设的小孔来 导入激发光，此种方式有如下缺点；第一，光源与样品的相对距离较远，要调整激发光能够 照射到样品上的过程比较繁琐；第二，在积分球壁开设通光孔容易使内部光从通光孔处逃 逸也容易受到外部光的干扰。另一种技术为使用光纤将单色激发光导入积分球内，照射巧 光样品发出巧光。此种方法的缺点在于，通过光纤禪合进积分球的激发光能量比较弱。
[0004] 另外，在现有积分球测量技术中，为了避免一次直射光进入探测器对测量结果造 成影响，大都在探测器前设置有挡板，然而挡板自身也会参与积分球内光的吸收、散射，打 破了积分球的理想特性使积分球效果降低。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在入光孔、挡板对测量精度的影响，本发明提供了一种无须开 设入光孔、无需挡板的半积分球巧光量子效率测量装置。
[0006] 同时，本发明还提供了一种与之相应的半积分球巧光量子效率测量方法。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
[000引一种半积分球巧光量子效率测量装置，包括恒流恒压源、半积分球光学腔、光纤光 谱仪、计算机和贴片式LED光源；所述半积分球光学腔由内壁涂有高反射率的漫反射涂层 的半积分球壳体和水平设置且通过半积分球壳体的曲率中屯、的平面反射镜围成；所述贴片 式L邸光源位于半积分球光学腔的球屯、位置并与平面反射镜的中屯、重合，所述光纤光谱仪 的光纤探头位于半积分球壳体的内壁上，放置在贴片式L邸光源上的待测样品位于光纤探 头的数值孔径区域之外；所述恒流恒压源为贴片式LED光源提供稳定电流；所述光纤光谱 仪的信息输出端与计算机连接。
[0009] 相应地，本发明提供的一种半积分球巧光量子效率测量方法，在该方法中采用了 上述的一种半积分球巧光量子效率测量装置，其步骤为：
[0010] 1)开启恒流恒压源设定好预定的电流电压值驱动贴片式LED光源发光，在未安放 待测样品的情况下，等贴片式L邸光源发光稳定后，光纤光谱仪通过探测口探测得到的激 发光谱保存为P?U(A)，该激发光的波长范围为Alt-Aw其中Alt是激发光谱的起始波 长，A iH是激发光谱的截止波长；
[0011] 2)打开半积分球，将待测样品置于贴片式L邸光源之上并位于光纤探头的数值孔 径区域之外，使其可W被激发光所照射并发出巧光，然后关闭半积分球光学腔，此时光谱仪 探测到的半积分球光学腔空间内未被吸收的激发光谱保存为( ^ )，被测样品发射出巧 光的光谱保存为？%^ (^)，发射出巧光的波长范围为\2^^2?，其中^2^是发射光谱的起始 波长，A 2H是发射光谱的截止波长；
[0012] 3)通过计算机自动计算被测样品的量子效率n为：
[001 引
【权利要求】
1. 一种半积分球荧光量子效率测量装置，其特征在于：包括恒流恒压源（I)、半积分球 光学腔（2)、光纤光谱仪（3)、计算机（4)和贴片式LED光源（5);所述半积分球光学腔（2) 由内壁涂有高反射率的漫反射涂层的半积分球壳体（10)和水平设置且通过半积分球壳体 (10)的曲率中心的平面反射镜（8)围成；所述贴片式LED光源（5)位于半积分球光学腔（2) 的球心位置并与平面反射镜（8)的中心重合，所述光纤光谱仪（3)的光纤探头（9)位于半 积分球壳体（10)的内壁上，放置在贴片式LED光源（5)上的待测样品位于光纤探头（9)的 数值孔径区域之外；所述恒流恒压源（1)为贴片式LED光源（5)提供稳定电流；所述光纤光 谱仪（3)的信息输出端与计算机（4)连接。
2. -种半积分球荧光量子效率测量方法，其特征在于，在该方法中采用了权利要求1 所述的一种半积分球荧光量子效率测量装置，其步骤为： ① 开启恒流恒压源设定好预定的电流电压值驱动贴片式LED光源（5)发光，在未安放 待测样品（7)的情况下，等贴片式LED光源（5)发光稳定后，光纤光谱仪（3)通过光纤探头 (9)探测得到的激发光谱保存为Pasi (A)，该激发光的波长范围为AfAih，其中\是激 发光谱的起始波长，Aih是激发光谱的截止波长； ② 打开半积分球光学腔（2)，将待测样品（7)置于贴片式LED光源（5)之上并位于光 纤探头（9)的数值孔径区域之外，使其可以被激发光所照射并发出荧光，然后关闭半积分 球光学腔（2)，此时光谱仪（3)探测到的半积分球光学腔（2)空间内未被吸收的激发光谱 保存为P?S2U)，被测样品发射出荧光的光谱保存为Psm (X)，发射出荧光的波长范围为 入％_X2h，其中是发射光谱的起始波长，X2H是发射光谱的截止波长； ③ 通过计算机自动计算被测样品的量子效率n为：
【文档编号】G01N21/64GK104502319SQ201410819732
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】杜晓晴, 陈宏 , 雷小华, 陈伟民, 刘显明 申请人:重庆大学