对激发光源无稳定性要求的光激发荧光谱系统技术方案

一种对激发光源无稳定性要求的光激发荧光谱系统，包括：一光源；一分光仪位于光源之后，用来将光源所发出的广谱光信号色散为窄带光源或单色光源；一激发光汇聚元件位于分光仪之后，用来将分光仪分出的激发光汇聚到所测样品上；一分束器位于激发光汇聚元件之后，将分光仪分出激发光的一部分反射到另一方向，进入后叙的光强计；一光强计位于分束器光路的一侧，用来探测经分束器反射后的激发光强度，作为参考光强度；一样品位于分束器之后；一发射光收集元件位于样品之后，用来将样品所发出的信号光汇聚到后叙的发射光谱仪的入口；一发射光谱仪位于发射光收集元件之后，用来将信号光色散到后叙的探测器；一探测器位于发射光谱仪之后，用来探测经发射光谱仪色散后的光谱信号强度；一计算机，分别与分光仪、光强计、发射光谱仪和探测器连接，用来控制整套系统的运作。

An optically excited fluorescence system for the instability of an excitation light source

A kind of excitation light source without the stability requirements of the PL spectrum of the system, including: a light source; a light source positioned in the spectrometer, used to signal dispersion spectrum of light emitted by the light source for narrow-band light source or monochromatic light emitting element; after a gathering in the spectrometer to excitation light is converged to the sample on the spectrometer separated; after a beam splitter on the excited light emitting element, the spectrometer into a part of the reflection in the other direction, after entering the Syria light intensity meter; a light intensity meter is located in the side of the optical path splitting device, used to detect the excitation light intensity of reflected beam is, as the reference light intensity after the product is located in the same; beam splitter; a light emission element in collecting the sample, used to signal samples of light emission spectrometer to Syria after the entrance of a light emission; In the light emission spectrometer collection element, to the detector signal light dispersion to Syria; after a detector located in emission spectrometer, used to detect the spectral signal intensity of emission spectrometer dispersion; a computer, and spectrometer, light intensity meter, emission spectrum instrument and detector connection, used to control the whole system operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱分析
，特别是材料的激发光谱和光激发荧光 光谱相关的测试技术。
技术介绍
激发光谱和光激发荧光光谱是凝聚态物质非常重要的一种光谱性质， 主要用来研究物质的发光中心，能级位置和发光效率等问题。现在简单的光激发荧光谱系统主要由光源，激发分光系统，样品室， 发射分光系统和探测器组成。通常，在用这样的系统测试激发光谱和光激 发荧光光谱时，先将一反射镜置于样品室，让激发分光系统所分出的单色 光直接进入发射分光系统来测其激发光的光谱曲线，然后放上样品，再测 样品在每一激发光下的发光光谱，将发光光谱对由发射分光系统测得的激 发光谱曲线归一化后，就得到样品的激发光谱和光激发荧光光谱。这种常 规测试方法由两个缺陷其一是激发光谱曲线由发射光谱仪测得，真正的 激发光谱曲线必须经过校正发射光谱仪的响应曲线后才能获得，而发射光 谱仪的不同光栅、不同狭缝宽度和所用探测器等因素都对发射光谱仪的响 应曲线有影响，从而非常不容易得到真正的激发光谱曲线；其二，两次测 量法需要重复使用光谱仪，光谱仪运行的可重复性和激发光源的稳定性都 会对在两个时间段内测得的光谱进行校正所产生的可靠性提出置疑，这也 对光源电源的稳定性提出了很高的要求。如果仪器重复性较差或者光源电 源的稳定性较差，都会影响测试的结果。上面这些问题是目前普通光激发荧光谱系统所面临的普遍问题。是否 能专利技术一种对光谱仪可重复性和激发光源稳定性都没有要求的简单光激 发荧光谱系统呢？
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对激发光源无稳定性要求的光激发荧光 谱系统。这套光激发荧光谱系统的特点在于它在测试激发光谱和光激发荧 光谱时对光谱仪的可重复性和激发光源的稳定性没有任何要求，从而可以 测得信噪比很高的样品激发光谱和光激发荧光谱本专利技术提供一种对激发光源无稳定性要求的光激发荧光谱系统，其特 征在于，该系统包括一光源；一分光仪，该分光仪位于光源之后，用来将光源所发出的广谱光信号 色散为窄带光源或单色光源；一激发光汇聚元件，该激发光汇聚元件位于分光仪之后，用来将分光 仪分出的激发光汇聚到所测样品上；一分束器，该分束器位于激发光汇聚元件之后，将分光仪分出激发光的一部分反射到另一方向，进入后叙的光强计；一光强计，该光强计位于分束器光路的一侧，用来探测经分束器反射 后的激发光强度，作为参考光强度；一样品，该样品位于分束器之后；一发射光收集元件，该发射光收集元件位于样品之后，用来将样品所 发出的信号光汇聚到后叙的发射光谱仪的入口；一发射光谱仪，该发射光谱仪位于发射光收集元件之后，用来将信号 光色散到后叙的探测器；一探测器，该探测器位于发射光谱仪之后，用来探测经发射光谱仪色 散后的光谱信号强度；一计算机，分别与分光仪、光强计、发射光谱仪和探测器连接，用来 控制整套系统的运作。其中光源是根据样品所需要的激发光波长范围来选择，该光源选择为 广谱光源中的氙灯或卤钨灯。其中分光仪的光栅选择由激发光的光谱波长范围决定。其中分束器的工作范围大于样品的激发光波长范围。5其中发射光谱仪的光栅选择由样品发射光谱的波长范围决定。 其中分束器为半反射式分束器，该分束器在光路上的角度为45度。 本系统可用于要求高信噪比的激发光谱和光激发荧光谱的测试中去。附图说明为进一步说明本专利技术的内容及特点，以下结合附图和实施方法对本发 明作一详细的描述，其中图1是对激发光源无稳定性要求的光激发荧光谱系统的结构简图。具体实施例方式请参阅图1所示，本专利技术一套对激发光源无稳定性要求的光激发荧光 谱系统，该系统包括一光源10，该光源10是根据样品所需要的激发光波长范围来选择， 该光源10为广谱光源中的氙灯或卤钨灯；一分光仪20，该分光仪20位于光源IO之后，用来将光源所发出的广 谱光信号色散为窄带光源或单色光源，该分光仪20的光栅选择由激发光 的光谱波长范围决定-，一激发光汇聚元件30，该激发光汇聚元件30位于分光仪20之后，用来将分光仪20分出的激发光汇聚到所测样品SP上；一分束器40，该分束器40位于激发光汇聚元件30之后，将分光仪 20分出激发光的一部分反射到另一方向，进入后叙的光强计50，该分束 器40的工作范围大于样品的激发光波长范围，该分束器40在光路上的角 度为45度；一光强计50，该光强计50位于分束器40光路的一侧，用来探测经分 束器40反射后的激发光强度，作为参考光强度； 一样品SP，该样品SP位于分束器40之后；一信号光收集元件60，该信号光收集元件60位于样品SP之后，用来 将样品SP所发出的信号光汇聚到后叙的发射光谱仪70的入口处；一发射光谱仪70，该发射光谱仪70位于发射光收集元件60之后，用 来将信号光色散到后叙的探测器80，该发射光谱仪70的光栅选择由样品发射光谱的波长范围决定；一探测器80，该探测器80位于发射光谱仪70之后，用来探测经发射 光谱仪70色散后的光谱信号强度；一计算机90，该计算机90分别与控制分光仪20，光强计50，发射光 谱仪70和探测器80连接，用来控制整套系统的运作。与其他简单的光激发荧光谱系统相比，本系统多了分束器40和光强 计50，而分束器40和光强计50正是本系统的核心组成部分。本系统光信 号的路径如图中箭头所示。总的来说，光源10所发出的广谱光信号经过 分光仪20后被色散为窄带光源或单色光源，经分光仪20色散后的光源被 激发光汇聚元件30汇聚到样品SP来激发其荧光信号，同时通过分束器40 将一部分激发光反射进入光强计50，光强计50探测到的激发光强度为激 发光的参考信号样品SP被激发后所发出的信号光被发射光收集元 件60汇聚到发射光谱仪70的入口 ，经发射光谱仪70色散后的信号光由 探测器80来探测，得到样品的荧光信号强度IpL(人o，入)。我们设分束器40的反射率和透过率之比为R(Xo)(注此R(^)值可以 通过标准反射谱仪或透射谱仪来校正获得)，那么入射到样品SP的激发光 强度为IQao)/Ra。)。当我们把发射光谱仪70固定在某一波长^l下，通过 分光仪20来扫描激发光波长X。来探测波长^l处的荧光信号强度随激发 光波长X()的变化关系，就得到样品以激发光波长Xo为单位的激发光谱， 即IPL(L)/(I0(^)/R(X0))。对于每一个激发光波长X(h，通过发射光谱仪70可以测得相应的荧光 光谱信号I扎aoA)。通过不断改变激发光波长人oi，就可以测得样品的一 系列荧光光谱信号Ipi^aoi，。以4为纵坐标，以人为横坐标，以用激发光强度1。aoi)/R(Aoi)校正后的荧光光谱信号iPLOoi， /(ioaoi)/Raoi))为 强度坐标，就形成了样品光激发荧光光谱的三维光谱图。通过编写计算机的谱仪控制软件，我们可以把因子R(人o)作为激发光波长人。的函数存储在计算机内。那么，只要对所测的每一条经过光强计50所测的激发光强度1。(X。)校正的荧光光谱信号都乘以因子Ra。)来进行自动校正，那么，就可以立即一次性地得到样品真正的激发光谱和光激发 荧光谱。7对于通常的光激发荧光光谱系统，其参考信号Io(X())是通过同步转动 分光计20和发射光谱仪70来获得的，但是这样，Io(人o)就包含了信号光收集元件60、发射光谱仪70和探测器80的综合响应曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对激发光源无稳定性要求的光激发荧光谱系统，其特征在于，该系统包括：　一光源；　一分光仪，该分光仪位于光源之后，用来将光源所发出的广谱光信号色散为窄带光源或单色光源；　一激发光汇聚元件，该激发光汇聚元件位于分光仪之后，用 来将分光仪分出的激发光汇聚到所测样品上；　一分束器，该分束器位于激发光汇聚元件之后，将分光仪分出激发光的一部分反射到另一方向，进入后叙的光强计；　一光强计，该光强计位于分束器光路的一侧，用来探测经分束器反射后的激发光强度，作为参 考光强度；　一样品，该样品位于分束器之后；　一发射光收集元件，该发射光收集元件位于样品之后，用来将样品所发出的信号光汇聚到后叙的发射光谱仪的入口；　一发射光谱仪，该发射光谱仪位于发射光收集元件之后，用来将信号光色散到后叙的 探测器；　一探测器，该探测器位于发射光谱仪之后，用来探测经发射光谱仪色散后的光谱信号强度；　一计算机，分别与分光仪、光强计、发射光谱仪和探测器连接，用来控制整套系统的运作。

【技术特征摘要】
1.一种对激发光源无稳定性要求的光激发荧光谱系统，其特征在于，该系统包括一光源；一分光仪，该分光仪位于光源之后，用来将光源所发出的广谱光信号色散为窄带光源或单色光源；一激发光汇聚元件，该激发光汇聚元件位于分光仪之后，用来将分光仪分出的激发光汇聚到所测样品上；一分束器，该分束器位于激发光汇聚元件之后，将分光仪分出激发光的一部分反射到另一方向，进入后叙的光强计；一光强计，该光强计位于分束器光路的一侧，用来探测经分束器反射后的激发光强度，作为参考光强度；一样品，该样品位于分束器之后；一发射光收集元件，该发射光收集元件位于样品之后，用来将样品所发出的信号光汇聚到后叙的发射光谱仪的入口；一发射光谱仪，该发射光谱仪位于发射光收集元件之后，用来将信号光色散到后叙的探测器；一探测器，该探测器位于发射光谱仪之后，用来探测经发射光谱仪色散后的光谱信号强度；一计算机，分别与分光...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭平恒，张俊，赵建华，姬扬，赵伟杰，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]