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荧光测试方法


荧光在时域上主要分为稳态荧光测试和瞬态荧光测试两大类。
 

稳态测试是用连续光源激发样品,样品分子不断吸收能够从基态跃迁至激发态,再由激发态返回基态,在此过程以发光形式释放能量,产生荧光。
 

由于光源的不断激励,所以放光过程是连续的、稳定的,被称为稳态光谱;通过光谱的位置、形状我们可以分析样品的内部结构、能级分布、甚至结构是否存在缺陷。
 

稳态光谱,又可以分为激发光谱、发射光谱、同步光谱、三维光谱等。
 

(1)激发光谱:发光材料在不同波长光的激发下,该材料的某一发光谱线与谱带的强度或发光效率与激发光波长的关系。
 

(2)发射光谱:发光材料在某一激发光的激发下,其不同波长的发光强度的强弱变化。
 

(3)同步光谱:发射波长与激发波长保持固定的间隔同时扫描,用于获取样品不同的吸收与发射峰相对位置。
 

(4)三维光谱:以不同的激发波长激励样品,扫描样品的发射光谱,其结果可以直接反映样品被不同波长的激发光激发下的荧光发光特性。
 

瞬态荧光是用脉冲光源激发样品,样品分子被瞬时光源从基态激发至激发态,在激发态的分子由于弛豫时间不同(在激发态的停留时间不同),在不同时刻返回基态,同样的返回基态时会以光的形式释放能量,通过获取不同时刻的发光信息,得到的时域光谱就是样品的衰减曲线,也即是瞬态光谱,再通过对衰减曲线的拟合,得到样品分子的寿命。
 

瞬态光谱,可以分为衰减曲线,时间分辨光谱等。
 

(5)衰减曲线:用确定波长的脉冲光源激励样品,获取样品特征波长的荧光衰减曲线,再经过拟合,得到样品的额寿命。
 

(6)时间分辨光谱:用确定波长的脉冲光源激励样品,获取样品在其发光波段内的荧光衰减曲线,通过时间切份、强度积分得到不同时间段的时间分辨光谱。
 

以稳态、瞬态荧光为基础,配合不同的外部实验环境和方法,比如低温台、压力装置、磁体,可以得到不同温度下、压力下、磁场下的荧光光谱;如果配合显微光路,通过选择适合的光路、物镜,可以得到样品表面分辨率高达1μm的显微光谱或影像。