The invention relates to a method for improving the sensitivity of near infrared up-conversion fluorescence temperature measurement of thulium ion, which relates to a method for improving the sensitivity of near infrared up-conversion fluorescence temperature measurement of thulium ion. The object of the present invention is to solve the problem of low sensitivity of near-infrared up-conversion fluorescence temperature measurement of Tm3+ ions. The specific steps include: (1) preparation of Yb3+ and Tm3 + co-doped NaYF4 nanocrystals; (2) adding a 400 nm high-pass filter module at the narrow entrance of the fluorescence spectrometer; (3) using near-infrared laser diodes. The sample is excited by a tube and calibrated to obtain a standard curve for real temperature monitoring. The invention can effectively improve the temperature sensitivity of near infrared up-conversion fluorescence of Tm3 + ions, thereby improving the temperature measurement accuracy. The invention is applied to the field of rare earth fluorescence temperature measurement.
【技术实现步骤摘要】
一种提高铥离子近红外上转换荧光测温灵敏度的方法
本专利技术涉及一种提高铥离子近红外上转换荧光测温灵敏度的方法。
技术介绍
温度作为最基本的一个物理量,它的重要性不言而喻。无论是在我们生产生活的方方面面,还是航空航天等新兴的领域,温度都扮演者非常重要的作用。例如,我们每个人的体温正常情况下会在36到37℃波动,如果我们某时刻我们监测到我们的体温明显偏离这个正常体温的范围,譬如39℃,那么我们必须引起足够多的重视,因为此时的身体机能有可能已经紊乱,我们必须及时就医。因而,温度总能够带给我们或多或少有用的信息。传统的测量温度的器件,尤其是以热电阻和热电偶为主力的测温器件,由于其测温原理的限制,必须要与待测目标物体进行接触,接着会有一个时间段的热平衡交换,进而才能够通过监测电学参量(电流,电阻或者电压)的变化来实现温度的表征目的。该类测温器件,连同气体或者液体测温元件,都有着如下的不足:(1)温度敏感元件必须和待测目标充分接触;(2)想要获得较精确的温度读数必须要有足够长的时间来进行两者的热交换。这些不足使得该类传统测温器件在越来越多的领域受到限制,因而促使了光学温度传感方法的产生。基于稀土离子热耦合能级对的荧光强度比测温方法是光学温度传感方法中的一种,近些年逐渐受到重视,其基本原理如下,其中Δ是两束荧光的积分强度比值,A是指数前常数,ΔE是能级差,k是玻尔兹曼常数,T是绝对温度,B是补偿因子。研究发现以980nm近红外激光二极管作为激发光源,在激光照射下,Tm3+离子可以发射出波长中心位于700和800nm的两个荧光带,这两个荧光带均位于生物组织的第一透过窗口, ...
【技术保护点】
1.一种提高铥离子近红外上转换荧光测温灵敏度的方法,其特征在于是按以下步骤进行:一、制备Yb3+和Tm3+离子掺杂的纳米晶体NaYF4,然后进行粉末压片,得到测温样品;二、在光栅光谱仪的狭缝入口处放置一个400nm的高通滤光片,然后利用980nm激光二极管作为光源对测温样品进行激发,测温样品所发射的上转换荧光通过聚焦透镜汇聚入射到计算机控制的光栅光谱仪中,监测中心波长位于700和800nm的两个荧光带,对两个荧光带的强度进行积分,然后对两个荧光带的积分强度进行比值;改变样品的温度从而获得不同温度下两个荧光带的积分强度的比值,利用玻尔兹曼热统计分布规律将荧光带积分强度的比值和温度之间用函数进行描述:
【技术特征摘要】
1.一种提高铥离子近红外上转换荧光测温灵敏度的方法,其特征在于是按以下步骤进行:一、制备Yb3+和Tm3+离子掺杂的纳米晶体NaYF4,然后进行粉末压片,得到测温样品;二、在光栅光谱仪的狭缝入口处放置一个400nm的高通滤光片,然后利用980nm激光二极管作为光源对测温样品进行激发,测温样品所发射的上转换荧光通过聚焦透镜汇聚入射到计算机控制的光栅光谱仪中,监测中心波长位于700和800nm的两个荧光带,对两个荧光带的强度进行积分,然后对两个荧光带的积分强度进行比值;改变样品的温度从而获得不同温度下两个荧光带的积分强度的比值,利用玻尔兹曼热统计分布规律将荧光带积分强度的比值和温度之间用函数进行描述:其中Δ是两束荧光的积分强度比值,A是指数前常数,ΔE是能级差,k是玻尔兹曼常数,T是绝对温度,B是补偿因子;三、将样品放置于待测环境,获得700和800nm的两个荧光带的强度比值,将其代入上述函数中即可获得待测环境温度值。2.根据权利要求1所述的一种提高铥离子近红外上转换荧光测温灵敏度的方法,其特征在于步骤一中Yb3+和Tm3+离子掺杂的纳米晶体NaYF4的制备方法是溶剂热法。3.根据权利要求1所述的一种提高铥离子近红外上转换荧光测温灵敏度的方法,其特征在于步骤一中Yb3+和Tm3+离子掺杂的纳米晶体NaYF4的制备方法具体包括以下步骤:(1)在持续磁力搅拌并且全程通氮气保护气的条件下,将0.75mmolYbCl3·6H2O、0.25mmolYbCl3·6H2O和0.003mmolTmCl3·6H2O加入到50mL的圆底三口瓶中,并加入6mL油酸和10mL十八烯溶剂,接着将三口瓶密封并且加热到160℃保温1h;(2)将6mmolN...
【专利技术属性】
技术研发人员:张治国,李磊朋,秦峰,赵华,郑仰东,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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