一种积分半球装置及其应用制造方法及图纸

本申请公开了一种积分半球装置及其应用，所述积分半球装置包括沿光路方向设置的积分半球体、激发光入射模块和发射光出射模块；所述积分半球体由外壳、半球腔体和石英样品罩组成，所述激发光入射模块由进光孔、第一旋转电机和第一反射镜组成，所述发射光出射模块包括出光孔I、出光孔II、第二旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、推拉电机、第二反射镜以及聚四氟乙烯板组成。所述装置可以分别进行发光试样的光谱测试、发光量子效率测试和发光成像，可以极大地提高材料光致发光特性测试效率。同时发光试样被石英样品罩阻隔在积分球之外，换样时不需要打开半球腔体，避免了反复开启半球腔体或装样不慎导致的积分球污染问题。样不慎导致的积分球污染问题。

【技术实现步骤摘要】
一种积分半球装置及其应用


[0001]本申请属于光学测量
，具体涉及一种积分半球装置及其应用。

技术介绍

[0002]照明和显示产业的高速发展为人们的日常生活提供了质的改善，这很大程度上得益于新型发光材料和器件的不断开发和研究。发光光谱、量子效率、光强分布等特性是评价发光材料和器件性能的关键基础指标。由于发光材料和器件所发的光具有空间光强分布不均的特点，发光材料的发光量子效率测试一般需要选用积分球装置来去除空间各向异性的影响。积分半球巧妙地利用了赤道面镜像对称原理，由一个半球面和一面赤道高反射平面构成一个封闭的半球空间，在与同直径积分球起到同样匀光效果的同时将尺寸减小一半，还可提供近乎2倍的光强输出，可以适用更多对装置尺寸有要求的集光和匀光场景。另外，以往积分半球装置存在结构简单、功能单一、换样麻烦的问题，无法满足材料研究人员对材料的光谱、量子效率和光强分布的原位测试及观察需求。

技术实现思路

[0003]为了提高材料光致发光特性测试效率、完善发光材料测试功能，特提出一种光谱及产率测试用积分半球装置及测试方法，集发光材料的光谱测试、发光量子效率测试和光强分布成像功能于一体，可简化操作提升测试效率，具有很好的应用前景。
[0004]本专利技术提供了一种光谱及产率测试用积分半球装置，集发光材料的光谱测试、量子效率测试和成像功能于一体，可以极大地提高材料和器件的光致发光特性测试效率。
[0005]本申请的一个方面，提供了一种积分半球装置，所述积分半球装置包括沿光路方向设置的积分半球体、激发光入射模块、发射光出射模块；
[0006]所述积分半球体包括外壳、样品罩、具有半球型腔体的壳体，所述壳体的腔体底部中心处设有圆孔，所述样品罩安装在所述圆孔处，所述外壳安装在所述壳体的外侧；所述壳体上还设有通孔I
‑
1、通孔II
‑
1、通孔III
‑
1；所述外壳设有与所述通孔I
‑
1、通孔II
‑
1、通孔III
‑
1位置相对应的通孔I
‑
2、通孔II
‑
2、通孔III
‑
2；所述通孔I
‑
1与通孔I
‑
2连通，所述通孔II
‑
1与所述通孔II
‑
2连通；所述通孔III
‑
1与所述通孔III
‑
2连通；
[0007]所述激发光入射模块包括进光孔和可旋转的第一反射镜；所述进光孔与所述通孔I
‑
2、通孔I
‑
1连通，形成光路I，所述第一反射镜安装于所述半球型腔体内，所述第一反射镜与所述进光孔成45
°
斜向安装；
[0008]所述发射光出射模块包括出光孔I、出光孔II和可伸缩转动的第二反射镜，所述出光孔I与所述通孔II
‑
2、通孔II
‑
1连通，形成光路II，所述光路II与所述光路I垂直，所述出光孔II与所述通孔III
‑
2、通孔III
‑
1连通；所述第二反射镜安装于所述半球型腔体内，位于所述进光孔相对的位置。
[0009]可选地，所述激发光入射模块还包括第一旋转电机；所述第一旋转电机安装于所述外壳的顶部、靠近所述进光孔侧；
[0010]所述第一旋转电机的旋转轴伸入所述半球型腔体内，所述旋转轴的自由端安装有所述第一反射镜。
[0011]可选地，所述发射光出射模块还包括第二旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、推拉电机；
[0012]所述第二旋转电机安装于所述外壳上；
[0013]所述第二旋转电机的旋转轴上安装有所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述推拉电机固定连接；
[0014]所述第二反射镜的背面与聚四氟乙烯板贴合固定；
[0015]所述推拉电机的推拉轴伸入所述半球型腔体内，所述推拉轴的自由端安装有所述聚四氟乙烯板。
[0016]可选地，所述通孔I
‑
1、通孔II
‑
1均开设在所述壳体的侧壁上；
[0017]所述通孔III
‑
1开设在所述壳体的顶部、所述圆孔的垂直上方处。
[0018]可选地，所述积分半球装置还包括用于封闭出光孔I和/或出光孔II的封闭孔塞。
[0019]作为一种具体的实施方式，所述积分半球装置包括：主要包括积分半球体，激发光入射模块和发射光出射模块。所述积分半球体由外壳、半球腔体和石英样品罩组成，所述外壳用于保护所述半球腔体，并安装所述激发光入射模块和所述发射光出射模块各部件；所述半球腔体底部中心开设有圆孔，所述石英样品罩安装在所述半球腔体底部中心开设的圆孔处。所述激发光入射模块由进光孔、第一旋转电机和第一反射镜组成，所述进光孔开设在所述外壳和所述半球腔体侧壁上，用于通过激发光进入所述半球腔体内；所述第一旋转电机安装在所述外壳顶部靠近所述进光孔侧，所述旋转电机的旋转轴伸入所述半球腔体内，其端部安装有与所述进光孔成45
°
斜向安装的所述第一反射镜。所述发射光出射模块包括侧出光孔、上出光孔、封闭孔塞、第二旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、推拉电机、第二反射镜以及聚四氟乙烯板组成，所述侧出光孔开设在所述外壳和所述半球腔体侧壁与所述进光孔垂直方向上，所述上出光孔开设在所述外壳和所述半球腔体顶部正对所述石英样品罩处，所述封闭孔塞用于有选择性地封闭所述侧出光孔或上出光孔；所述第二旋转电机安装在所述外壳与所述进光孔开设侧壁正对的侧壁上，其旋转轴上安装有所述主动齿轮，所述从动齿轮与所述推拉电机机身紧固连接，并与所述主动齿轮啮合；所述推拉电机安装在所述外壳侧壁与所述进光孔正对位置，所述推拉电机的推拉轴伸入所述半球腔体内，其端部安装有背面贴合固定的所述第一反射镜和所述聚四氟乙烯板。
[0020]本申请的另一个方面，提供一种发光特性测量装置，所述发光特性测量装置包括所述积分半球装置、光源和光谱系统；
[0021]所述光源用于发射激发光束通过所述进光孔进入所述半球型腔体内；
[0022]所述光谱系统用于接收从所述出光孔I出射的激发光；
[0023]其中，所述积分半球装置选自上述积分半球装置。
[0024]本申请的再一个方面，提供一种发光材料光谱测试的方法，所述方法采用上述的发光特性测量装置；
[0025]所述方法包括：
[0026](1)将所述待测发光材料试样置于所述样品罩中；
[0027](2)通过所述第一旋转电机旋转所述第一反射镜，使所述第一反射镜的反射面正
对所述进光孔；
[0028](3)通过所述推拉电机将所述第二反射镜推至所述样品罩的上方；通过所述第二旋转电机的旋转轴带动所述主动齿轮旋转，所述从动齿轮和所述推拉电机被所述主动齿轮带动旋转，使所述第二反射镜的反射面与所述出光孔I中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种积分半球装置，其特征在于，所述积分半球装置包括沿光路方向设置的积分半球体、激发光入射模块、发射光出射模块；所述积分半球体包括外壳、样品罩、具有半球型腔体的壳体，所述壳体的腔体底部中心处设有圆孔，所述样品罩安装在所述圆孔处，所述外壳安装在所述壳体的外侧；所述壳体上还设有通孔I
‑
1、通孔II
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1、通孔III
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1；所述外壳设有与所述通孔I
‑
1、通孔II
‑
1、通孔III
‑
1位置相对应的通孔I
‑
2、通孔II
‑
2、通孔III
‑
2；所述通孔I
‑
1与通孔I
‑
2连通，所述通孔II
‑
1与所述通孔II
‑
2连通；所述通孔III
‑
1与所述通孔III
‑
2连通；所述激发光入射模块包括进光孔和可旋转的第一反射镜；所述进光孔与所述通孔I
‑
2、通孔I
‑
1连通，形成光路I，所述第一反射镜安装于所述半球型腔体内，所述第一反射镜与所述进光孔成45
°
斜向安装；所述发射光出射模块包括出光孔I、出光孔II和可伸缩转动的第二反射镜，所述出光孔I与所述通孔II
‑
2、通孔II
‑
1连通，形成光路II，所述光路II与所述光路I垂直，所述出光孔II与所述通孔III
‑
2、通孔III
‑
1连通；所述第二反射镜安装于所述半球型腔体内，位于所述进光孔相对的位置。2.根据权利要求1所述的积分半球装置，其特征在于，所述激发光入射模块还包括第一旋转电机；所述第一旋转电机安装于所述外壳的顶部、靠近所述进光孔侧；所述第一旋转电机的旋转轴伸入所述半球型腔体内，所述旋转轴的自由端安装有所述第一反射镜。3.根据权利要1所述的积分半球装置，其特征在于，所述发射光出射模块还包括第二旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、推拉电机；所述第二旋转电机安装于所述外壳上；所述第二旋转电机的旋转轴上安装有所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述推拉电机固定连接；所述第二反射镜的背面与聚四氟乙烯板贴合固定；所述推拉电机的推拉轴伸入所述半球型腔体内，所述推拉轴的自由端安装有所述聚四氟乙烯板。4.根据权利要求1所述的积分半球装置，其特征在于，所述通孔I
‑
1、通孔II
‑
1均开设在所述壳体的侧壁上；所述通孔III
‑
1开设在所述壳体的顶部、所述圆孔的垂直上方处；优选地，所述积分半球装置还包括用于封闭出光孔I和/或出光孔II的封闭孔塞。5.一种发光特性测量装置，其特征在于，所述发光特性测量装置包括所述积分半球装置、光源和光谱系统；所述光源用于发射激发光束通过所述进光孔进入所述半球型腔体内；所述光谱系统用于接收从所述出光孔I出射的激发光；其中，所述积分半球装置选自权利要求1～4任一项所述的积分半球装置。6.一种发光材料光谱测试的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求5所述的发光特性测量装置；
所述方法包括：(1)将所述待测发光材料试样置于所述样品罩中；(2)通过所述第一旋转电机旋转所述第一反射镜，使所述第一反射镜的反射面正对所述进光孔；(3)通过所述推拉电机将所述第二反射镜推至所述样品罩的上方；通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何秀芳，
申请(专利权)人：厦门行者科创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：