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熒光光譜測(cè)量解決方案

熒光從廣義上來(lái)說(shuō)是指一種發(fā)光現(xiàn)象，分子發(fā)出的光。有幾種類(lèi)型的發(fā)光。

光致發(fā)光是光能或光子激發(fā)光子的發(fā)射。

化學(xué)發(fā)光，定義為化學(xué)能激發(fā)光子的發(fā)光，這包括生物發(fā)光，如在螢火蟲(chóng)和許多海洋生物中看到的。

電致發(fā)光，是當(dāng)電能或強(qiáng)電場(chǎng)刺激光子的發(fā)射，例如在一些照明應(yīng)用中。

具體來(lái)說(shuō)，熒光是一種光致發(fā)光，光使電子處于激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)通過(guò)振動(dòng)向環(huán)境迅速損失熱能，然后從最低的單線(xiàn)態(tài)激發(fā)態(tài)發(fā)射出光子。這個(gè)光子發(fā)射過(guò)程與其他非輻射過(guò)程競(jìng)爭(zhēng)，包括能量傳遞和熱損失。

當(dāng)使用“熒光”一詞時(shí)，同樣的測(cè)量方法通常適用于上述發(fā)光類(lèi)別中的任何一種。

熒光粉末試劑

熒光測(cè)量是一種分析技術(shù)，利用物質(zhì)在受到激發(fā)后發(fā)射出的熒光輻射的強(qiáng)度、衰減速率、壽命等特征，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析和研究。熒光物質(zhì)在特定波長(zhǎng)的輻射能量輻射下，部分電子躍遷到高能級(jí)態(tài)，能發(fā)射出具有一定光譜分布的輻射，且一般都是在各個(gè)方向上輻射能量的散射光，并在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)非輻射躍遷或受激發(fā)射的方式，退回到低能級(jí)態(tài)，釋放出能量，并以熒光的形式輻射出來(lái)，產(chǎn)生熒光信號(hào)。

熒光光譜測(cè)量產(chǎn)生的熒光能量比激發(fā)光的光子能量小，只相當(dāng)于激發(fā)光能量的3%左右，其靈敏度高、選擇性強(qiáng)、樣品用量少、方法簡(jiǎn)便、具備環(huán)保性，可以反映物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、電子能級(jí)結(jié)構(gòu)等信息，熒光測(cè)量。熒光測(cè)量技術(shù)也因其高靈敏度、無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)等特點(diǎn)，適用于分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、含量、活性等方面，在材料（溶液、粉末、薄膜）科學(xué)、環(huán)境分析、生物分析、分子基因、細(xì)胞生物、醫(yī)療診斷和藥物篩選等多個(gè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

常見(jiàn)熒光團(tuán)在紫外和可見(jiàn)光譜上的熒光發(fā)射光譜

Fluorescence emission spectra of some common fluorophores across the UV and visible spectrum.

熒光染料吸收激發(fā)光的效率稱(chēng)為分子消光系數(shù)。分子消光系數(shù)越大，給定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光吸收的可能性就越大（誘發(fā)熒光發(fā)射的前提條件之一）。發(fā)射光的產(chǎn)率稱(chēng)為量子產(chǎn)率，即發(fā)射的量子數(shù)與吸收的量子數(shù)之比（許多商用熒光染料的產(chǎn)率在0.1和0.9之間）。量子產(chǎn)率低于1是能量通過(guò)非輻射路徑（如熱或者光化學(xué)反應(yīng)），而不是通過(guò)熒光的再輻射路徑損失能量的結(jié)果。下表中給出了一組特定熒光染料的熒光量子產(chǎn)率。請(qǐng)注意，有些熒光染料的量子產(chǎn)率似乎很低（苯），而其他則很高（熒光素和羅丹明-B）。

光源的分子消光系數(shù)、量子產(chǎn)率和平均發(fā)光強(qiáng)度（固有亮度）以及熒光壽命（激發(fā)態(tài)的持續(xù)時(shí)間）都是影響熒光發(fā)射強(qiáng)度和可用性的重要因素。此外，熒光染料周?chē)木植凯h(huán)境是決定熒光發(fā)射特性的關(guān)鍵因素。環(huán)境中的溶劑粘度、離子濃度、pH值和疏水性等變量，對(duì)熒光強(qiáng)度和激發(fā)態(tài)的壽命都有著重要影響。

基本測(cè)量原理

• 熒光測(cè)量

熒光測(cè)量的原理是基于分子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和分子的熒光現(xiàn)象。利用物質(zhì)在受到光激發(fā)后，部分電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)非輻射躍遷或受激發(fā)射的方式，退回到基態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，物質(zhì)釋放出能量，并以熒光的形式輻射出來(lái)，產(chǎn)生熒光信號(hào)。熒光信號(hào)的特征包括熒光強(qiáng)度、熒光壽命、熒光發(fā)射光譜等。熒光強(qiáng)度是熒光信號(hào)的強(qiáng)度，與激發(fā)光強(qiáng)度成正比；熒光壽命是熒光信號(hào)的壽命，與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)；熒光發(fā)射光譜是熒光信號(hào)的波長(zhǎng)分布，可以反映物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。熒光測(cè)量可以通過(guò)測(cè)量熒光信號(hào)的強(qiáng)度、壽命、發(fā)射光譜等特征，來(lái)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析和研究。

在熒光測(cè)量中，使用光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)量。熒光光譜儀可以通過(guò)調(diào)整激發(fā)波長(zhǎng)和檢測(cè)波長(zhǎng)，以及對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，來(lái)獲取樣品的熒光光譜數(shù)據(jù)。

光譜儀內(nèi)部構(gòu)造圖

Internal structure diagram of spectrometer

• 光致發(fā)光量子效率測(cè)量

熒光和磷光的吸收和發(fā)光過(guò)程能量圖

能級(jí)圖描述了普通有機(jī)分子的電子能級(jí)，并標(biāo)示了能級(jí)間的電子躍遷。S₀、S₁和T₁分別代表基態(tài)，低單態(tài)和低三重態(tài)。光激發(fā)后，激發(fā)態(tài)分子可以沿幾種躍遷路徑，包括輻射過(guò)程和非輻射過(guò)程而回到基態(tài)。輻射過(guò)程涉及了光發(fā)射，例如熒光和磷光。非輻射過(guò)程涉及內(nèi)轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)間熱釋放。輻射過(guò)程和非輻射過(guò)程相互競(jìng)爭(zhēng)。

所謂光致發(fā)光（Photoluminescence簡(jiǎn)稱(chēng)PL），是指物體依賴(lài)外界光源進(jìn)行照射，從而獲得能量，產(chǎn)生激發(fā)導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。也指物質(zhì)吸收光子（或電磁波）后重新輻射出光子（或電磁波）的過(guò)程。光致發(fā)光過(guò)程包括熒光發(fā)光和磷光發(fā)光。

從量子力學(xué)理論上，這一過(guò)程可以描述為物質(zhì)吸收光子躍遷到較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)后返回低能態(tài)，同時(shí)放出光子的過(guò)程。光致熒光發(fā)光是多種形式的熒光（Fluorescence）中的一種。原理圖如下圖：

熒光產(chǎn)生的過(guò)程

而在現(xiàn)階段光致發(fā)光材料的研究中，對(duì)熒光量子效率的計(jì)算非常重要，因?yàn)檫@是反映光致發(fā)光材料發(fā)光能力的重要特征指標(biāo)。

熒光量子效率又稱(chēng)熒光量子產(chǎn)額（quantum yield of fluorescence）或熒光效率。一般情況下，熒光量子效率、熒光量子產(chǎn)額與熒光效率描述等價(jià)。首先讓激發(fā)光照射到空白容器，獲得激發(fā)光譜，得總光子數(shù)。然后，在容器中放入樣品，再用激發(fā)光照射獲得未吸收光子數(shù)和發(fā)射光子數(shù)。通過(guò)單位時(shí)間（秒）內(nèi)，發(fā)射光子（綠色區(qū)域）和吸收光子數(shù)（藍(lán)色區(qū)域）的比值，計(jì)算出絕對(duì)熒光量子產(chǎn)率（PLQY）。可以使用下列公式表達(dá)：

測(cè)量樣品的量子產(chǎn)率有兩種方法：

1、相對(duì)量子產(chǎn)率測(cè)量：需要一種已知量子產(chǎn)率的標(biāo)準(zhǔn)品作為參照，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物和樣品進(jìn)行吸光度和熒光的測(cè)量換算得到樣品的量子產(chǎn)率。只適用于液體樣品。

2、絕對(duì)量子產(chǎn)率測(cè)量：不需要標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對(duì)比，廣泛適用于液體、薄膜和粉末樣品。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要積分球附件；積分球內(nèi)表面涂層一般是高反射性材料，比如硫酸鋇和聚四氟乙烯。樣品表面各個(gè)方向的激發(fā)光或者是發(fā)射光進(jìn)行積分球均勻化后從出射口出來(lái)，并進(jìn)入到單色器中最后被檢測(cè)器檢測(cè)到。

測(cè)試絕對(duì)熒光量子產(chǎn)率方法

• 電致發(fā)光量子效率測(cè)量

電致發(fā)光（Electroluminescent，簡(jiǎn)稱(chēng)EL），是通過(guò)加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，被電場(chǎng)激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子在能級(jí)間的躍遷、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。由于電致發(fā)光產(chǎn)品具有發(fā)光效率高、器件壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、視角特性好、色彩度強(qiáng)、成本價(jià)格低、可彎曲等特點(diǎn)，在顯示器和照明領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。

決定電致發(fā)光產(chǎn)品性能是否優(yōu)良的，就是電致發(fā)光器件了。我們常說(shuō)到的OLED、QLED都屬于這類(lèi)器件。它們主要包括五層結(jié)構(gòu)：陰極、電子傳遞層、發(fā)光層、空穴傳遞層和陽(yáng)極。其中發(fā)光層的材料稱(chēng)為電致發(fā)光材料，OLED器件的發(fā)光層為有機(jī)分子材料，QLED器件的發(fā)光層為量子點(diǎn)材料。

電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)示意

電致發(fā)光器件的EQE（外量子效率）值是決定器件封裝以后光效的重要參數(shù)之一，也是真正決定電致發(fā)光器件是否能夠商業(yè)化的重要參數(shù)之一。無(wú)論對(duì)于顯示器還是照明，從電能轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光效率都非常重要，其主要反映了輸入功率的利用率。發(fā)光效率越高，器件的熱損耗越小，能量利用率越高。在電致發(fā)光器件的研究中，對(duì)應(yīng)的參數(shù)則為外量子效率（EQE，External Quantum Efficiency）。

現(xiàn)在普遍的EQE測(cè)量方法有兩種，第一種是通過(guò)亮度計(jì)測(cè)量法線(xiàn)方向的亮度，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)朗伯體分布理論計(jì)算得到器件的EQE值。該方法有嚴(yán)重的缺點(diǎn)：實(shí)際中器件的朗伯體分布并非標(biāo)準(zhǔn)的余弦分布，會(huì)有部分分布不均的現(xiàn)象，此時(shí)通過(guò)理論計(jì)算的結(jié)果會(huì)非常不準(zhǔn)確。

光分布法測(cè)試值（實(shí)心點(diǎn)）與朗伯體預(yù)測(cè)值（空心點(diǎn)）的區(qū)別

第二種EQE的測(cè)量方法是通過(guò)積分球配件，將器件的整體光通量收集，并通過(guò)計(jì)算得到器件的EQE。該方法又有兩種測(cè)量方案，一種是將器件置于積分球球壁上，僅測(cè)量器件的前向通量，稱(chēng)為2π法；一種是將器件置于積分球內(nèi)部，測(cè)量器件的整體通量，稱(chēng)為4π法。

積分球法EQE測(cè)試結(jié)果實(shí)例——四種顏色的OLED電致發(fā)光器

熒光測(cè)量方案

• 熒光測(cè)量

激發(fā)光譜和發(fā)射光譜是熒光光譜中的兩種：

熒光激發(fā)光譜：熒光激發(fā)光譜是讓不同波長(zhǎng)的激發(fā)光源激發(fā)熒光物質(zhì)使之發(fā)生熒光，而讓熒光以固定的發(fā)射波長(zhǎng)照射到檢測(cè)器上，然后以激發(fā)光波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，所繪制的圖表示熒光物質(zhì)在不同波長(zhǎng)激發(fā)光源的激發(fā)下測(cè)得的某一波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度的變化情況，也就是不同波長(zhǎng)的激發(fā)光的相對(duì)效率，即為熒光激發(fā)光譜。熒光發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān) 。

熒光發(fā)射光譜：熒光發(fā)射光譜則是使激發(fā)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度保持不變，而讓熒光物質(zhì)所發(fā)出的熒光通過(guò)發(fā)射單色器照射于檢測(cè)器上，亦即進(jìn)行掃描，以熒光波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)作圖，光譜曲線(xiàn)表示為某一固定波長(zhǎng)的激發(fā)光源激發(fā)作用下熒光強(qiáng)度在不同波長(zhǎng)處的分布情況，也就是熒光中不同波長(zhǎng)的光成分的相對(duì)強(qiáng)度，即為熒光光譜，又稱(chēng)熒光發(fā)射光譜。

發(fā)射光譜是固定激發(fā)波的波長(zhǎng)，測(cè)定發(fā)射光強(qiáng)度與波長(zhǎng)（有時(shí)候也測(cè)波數(shù)或者頻率等）的關(guān)系，通俗而不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)，發(fā)射光譜測(cè)定的是發(fā)射光的顏色。激發(fā)光譜是固定發(fā)射光的波長(zhǎng)，測(cè)量激發(fā)光的波長(zhǎng)與熒光強(qiáng)度之間的關(guān)系。如從發(fā)射光譜知道某分子最大發(fā)射波長(zhǎng)是500nm，我們希望知道用哪個(gè)波長(zhǎng)的激發(fā)光照射這個(gè)分子，可以獲得最大的發(fā)射強(qiáng)度，就可以通過(guò)測(cè)定激發(fā)光譜來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般情況下，最大激發(fā)波長(zhǎng)小于最大發(fā)射波長(zhǎng)。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)我個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，發(fā)射光譜用的比激發(fā)光譜要多。

熒光光譜測(cè)量首先需要明確測(cè)量樣品的類(lèi)型和要求。其次，需要確定熒光光譜測(cè)量的條件和參數(shù)，如激發(fā)波長(zhǎng)、檢測(cè)波長(zhǎng)、積分時(shí)間等。最后，需要制定熒光光譜測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)操作流程和數(shù)據(jù)分析方法：

樣品類(lèi)型和要求：需要明確樣品的物理化學(xué)性質(zhì)、濃度、形態(tài)等，以及測(cè)量的目的和要求，如定量分析、質(zhì)量分析、結(jié)構(gòu)分析等。

1. 熒光光譜測(cè)量條件和參數(shù)：需要選擇合適的熒光光譜儀，確定激發(fā)波長(zhǎng)、檢測(cè)波長(zhǎng)、積分時(shí)間、激發(fā)光強(qiáng)度等參數(shù)。目前大多數(shù)熒光測(cè)量是相對(duì)測(cè)量，測(cè)量過(guò)程受設(shè)備激發(fā)光源、熒光自身的非均勻性光漂白和檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)限等因素的影響，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，限制了儀器之間、實(shí)驗(yàn)室之間測(cè)量結(jié)果的可比性。儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受以下6個(gè)因素影響，分別為：

   （1）光照尺寸大小；

   （2）照射到樣品的激發(fā)光強(qiáng)度；

   （3）光照射到樣品的均勻性；

   （4）儀器自身的分辨力；

   （5）檢測(cè)器光譜響應(yīng)；

   （6）光譜分辨力。

在熒光痕量檢測(cè)中，光源的穩(wěn)定性是影響熒光測(cè)量的重要因素，關(guān)系著整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定及精度。將校準(zhǔn)玻片放置在熒光顯微鏡下，測(cè)量熒光校準(zhǔn)玻片的熒光強(qiáng)度，如果熒光強(qiáng)度發(fā)生了偏差，可以根據(jù)偏差及時(shí)校準(zhǔn)熒光顯微鏡，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光顯微鏡穩(wěn)定性校準(zhǔn)； 同時(shí)還可以評(píng)估不同熒光儀器性能，實(shí)現(xiàn)不同儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的可比性，提高熒光顯微鏡測(cè)量的準(zhǔn)確性。

1. 對(duì)于復(fù)雜樣品，可能需要進(jìn)行預(yù)處理，如分離、純化、稀釋等。熒光物質(zhì)篩選及其光譜特性合適的熒光染料主要有 3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

   （1）熒光物質(zhì)的激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)與所校準(zhǔn)熒光檢測(cè)設(shè)備通道相匹配；

   （2）所選熒光物質(zhì)的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜具有較大的斯托克斯位移；

   （3）熒光物質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性，即較小的光漂白。常用的熒光校準(zhǔn)材料主要是有機(jī)熒光染料，如Cy3、Cy5、羅丹明等，由于有機(jī)染料在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)即可被光漂白，光穩(wěn)定性較差。量子點(diǎn)具有很好的光穩(wěn)定性，具有較大的斯托克斯位移，同時(shí)具有寬激發(fā)譜和窄發(fā)射譜，基于這些良好性能，我們選擇了量子點(diǎn)作為候選熒光染料。

2. 標(biāo)準(zhǔn)操作流程和數(shù)據(jù)分析方法：需要制定熒光光譜測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，包括樣品制備、儀器操作、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等步驟。同時(shí)，需要選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法，如基線(xiàn)校正、峰形分析、曲線(xiàn)擬合等，以及質(zhì)量控制方法，如標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法、內(nèi)標(biāo)法等。

• 光致發(fā)光量子效率測(cè)量

在開(kāi)發(fā)新的發(fā)光材料過(guò)程中，提高它們的光致發(fā)光效率是至關(guān)重要的，提高發(fā)光材料的量子效率就需要精確量子效率測(cè)量技術(shù)，iSpecRad-PQY光致發(fā)光量子效率測(cè)量系統(tǒng)操作便捷，是萊森光學(xué)（LiSen Optics）專(zhuān)門(mén)針對(duì)器件的光致發(fā)光特性進(jìn)行有效測(cè)量，可在手套箱內(nèi)完成搭建，無(wú)需將樣品取出即可完成光致發(fā)光量子效率的測(cè)試。

光致發(fā)光量子效率測(cè)量系統(tǒng)

系統(tǒng)搭配包括光譜儀，帶輻射校準(zhǔn)光源積分球，激光光源、光纖及配套治具等，萊森光學(xué)光道儀信噪比高，雜散光低，動(dòng)態(tài)范用大適合不同波段和強(qiáng)度的激發(fā)光和發(fā)射光測(cè)量，同時(shí)，該系統(tǒng)配有強(qiáng)大的專(zhuān)用測(cè)試軟件，操作邏輯簡(jiǎn)單，測(cè)試過(guò)程快捷方便。萊森光學(xué)iSpecRad-PQY光致發(fā)光量子效率系統(tǒng)可以支持粉末、薄膜和液體樣品的測(cè)量，適用于有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物、熒光探針、繞料敏化型PV材料，OLED材料、LED熒光粉等領(lǐng)域。

熒光（液體）測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)景

• 電致量子效率測(cè)量

iSpecRad-EQE電致發(fā)光量子效率測(cè)量系統(tǒng)是萊森光學(xué)（LiSen Optics）綜合發(fā)光特性測(cè)量平臺(tái)中的重要成員，可專(zhuān)門(mén)針對(duì)發(fā)光器件的光電特性進(jìn)行有效測(cè)量。系統(tǒng)搭配包括光譜儀、帶輻射校準(zhǔn)光源積分球、電流源表、探針臺(tái)、光纖及治具等。光譜儀具有信噪比高、雜散光低，動(dòng)態(tài)范圍大等特性，適合不同波段和強(qiáng)度的激發(fā)光和發(fā)射光測(cè)量，可確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，系統(tǒng)配有強(qiáng)大的專(zhuān)用測(cè)試軟件，操作邏輯簡(jiǎn)單，測(cè)試過(guò)程迅速。

電致發(fā)光量子效率測(cè)量系統(tǒng)

iSpecRad-EQE電致發(fā)光量子效率測(cè)量系統(tǒng)能夠以高檢測(cè)精度對(duì)電致發(fā)光器件進(jìn)行縱深測(cè)量，得到全面的電致發(fā)光效率參數(shù)（外量子效率等）以及相關(guān)的電學(xué)、輻射度學(xué)、光度學(xué)、色度學(xué)等參數(shù)；同時(shí)該系統(tǒng)集成了穩(wěn)定性測(cè)試模塊，可以對(duì)器件的老化過(guò)程進(jìn)行測(cè)試，且同時(shí)得到器件老化過(guò)程的全面信息，即涵蓋了上述發(fā)光效率、電學(xué)、輻射度學(xué)、光度學(xué)、色度學(xué)等全面參數(shù)（通常的老化測(cè)試儀，僅對(duì)電流、電壓和相對(duì)亮度進(jìn)行測(cè)試）。在生物熒光標(biāo)記、太陽(yáng)能電池、光催化、化學(xué)分析、食品檢測(cè)及活體成像等領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

• 總結(jié)

熒光光譜測(cè)量、光致發(fā)光量子效率測(cè)量和電致發(fā)光量子效率測(cè)量都是半導(dǎo)體材料光電性能測(cè)量方法，但它們的激發(fā)方式和測(cè)量原理不同，因此在實(shí)際應(yīng)用中有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

熒光光譜測(cè)量是通過(guò)測(cè)量物質(zhì)在受到激發(fā)后發(fā)射出的熒光輻射的光譜，來(lái)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析和研究。熒光光譜測(cè)量適用于分析物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和電子能級(jí)結(jié)構(gòu)等方面，具有非接觸、快速、無(wú)損、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。但熒光光譜測(cè)量對(duì)樣品要求較高，需要樣品能夠發(fā)射熒光輻射，因此并不適用于所有物質(zhì)。

 不同體積的硫酸奎寧溶液的熒光量子效率

光致發(fā)光量子效率測(cè)量是通過(guò)短脈沖激光對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行光激發(fā)，測(cè)量電荷載流子的發(fā)射率和捕獲率，從而計(jì)算出半導(dǎo)體材料的量子效率。光致量子效率測(cè)量適用于半導(dǎo)體材料的表面和體材料的量子效率測(cè)量，具有非接觸、快速、無(wú)損、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。但光致量子效率測(cè)量對(duì)樣品要求較高，需要樣品具有良好的電學(xué)性能和光學(xué)性能，且激光參數(shù)需要精確控制。

電致發(fā)光量子效率測(cè)量是通過(guò)在外加電場(chǎng)的作用下，測(cè)量半導(dǎo)體材料的量子效率。電致量子效率測(cè)量適用于器件的量子效率測(cè)量，可以測(cè)量器件的內(nèi)部量子效率，具有高分辨率、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，但需要制備器件，操作較為復(fù)雜，且需要施加電場(chǎng)，可能會(huì)影響到材料的性質(zhì)。

綜上所述，熒光光譜測(cè)量、光致量子效率測(cè)量和電致量子效率測(cè)量各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，需要根據(jù)具體的研究對(duì)象和目的來(lái)選擇合適的方法。

應(yīng)用領(lǐng)域

熒光光譜是一種重要的分析方法，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。以下是熒光光譜在不同領(lǐng)域中的具體應(yīng)用：

1. 生物分析：熒光光譜可以用于分析生物分子，如蛋白質(zhì)、核酸等。熒光光譜分析可以用于生物分子的定量和質(zhì)量分析，以及蛋白質(zhì)和核酸的熒光標(biāo)記和探針。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，熒光光譜在生物分析方面的應(yīng)用非常廣泛，如用于檢測(cè)血液中的蛋白質(zhì)和其他生物分子，以及腫瘤標(biāo)記物等。

濃度為 1μm 的牛血清白蛋白（BSA）溶液中的色氨酸的熒光光譜隨溫度變化的情況

溫度從 5°C 逐漸增加到 70°C，熒光光譜的強(qiáng)度 下降，熒光峰位置向著短波長(zhǎng)方向藍(lán)移。各向異性或時(shí)間 分辨的各向異性熒光光譜也可以用來(lái)獲得有關(guān)蛋白的尺 寸、形狀和重新取向運(yùn)動(dòng)的信息。

1. 醫(yī)學(xué)診斷：熒光光譜在醫(yī)學(xué)診斷方面也有廣泛的應(yīng)用。熒光光譜可以用于檢測(cè)生物標(biāo)記物和藥物，以便診斷疾病和監(jiān)測(cè)治療進(jìn)展。例如，熒光光譜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于心血管疾病、腫瘤、傳染病等方面的診斷。

負(fù)載Fura-2的心房細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)鈣反應(yīng)

1. 環(huán)境監(jiān)測(cè)：熒光光譜可以用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，如檢測(cè)水中的重金屬、有機(jī)污染物等。熒光光譜技術(shù)對(duì)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量檢測(cè)等方面的應(yīng)用也非常廣泛。

三種不同油污的光譜

1. 材料科學(xué)：熒光光譜可以用于材料表征，如熒光探針、熒光染料等。熒光光譜技術(shù)可以用于材料的表征和分析，例如，用于分析半導(dǎo)體材料和涂料中的成分和結(jié)構(gòu)變化等。

熒光素染料的吸收/激發(fā)（藍(lán)色）和熒光（紅色）光譜

典型熒光染料的吸收-發(fā)射光譜圖

1. 食品安全：熒光光譜技術(shù)可以用于食品中有害物質(zhì)的檢測(cè)，如農(nóng)藥、重金屬等。熒光光譜技術(shù)對(duì)于食品質(zhì)量和安全方面的監(jiān)測(cè)也有很多的應(yīng)用。

不同硫胺素濃度和汞結(jié)合形成硫胺素的反應(yīng)速率

除了以上的應(yīng)用領(lǐng)域，熒光測(cè)量還可以用于研究物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，例如藥物分子的擴(kuò)散、蛋白質(zhì)的折疊等；還可以用于研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，例如膜蛋白的結(jié)構(gòu)、DNA的構(gòu)象等。因此，熒光測(cè)量在化學(xué)、生物、物理等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

光致發(fā)光量子效率測(cè)量

• 無(wú)機(jī)光致發(fā)光、有機(jī)光致發(fā)光

• EL器件封裝前體

• 有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物、絡(luò)化物化合物的測(cè)量

• 染料敏化型PV材料、OLED材料

• LED、有機(jī)EL用熒光體的量子效率測(cè)量

• 膜狀樣品的透過(guò)熒光/反射熒光的量子效率測(cè)量（非接觸式熒光粉用熒光體樣品等）

• 量子Dot、熒光探頭（探針）、生體領(lǐng)域、包接化合物等的熒光測(cè)量

• 色素敏化型太陽(yáng)電池的量子效率測(cè)量

電致量子效率測(cè)量

• 無(wú)機(jī)/有機(jī)電致發(fā)光

• 分子薄膜EL器件

• AIE（聚集誘導(dǎo)發(fā)光）材料

• 量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、發(fā)光二極管（LED）、鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）等其他各種類(lèi)型的電致發(fā)光器件

配置推薦：

• LiSpec-HS系列高靈敏度光譜儀 / LiSpec-HSR系列熱電制冷高性能光譜儀

LiSpec-HS400系列高靈敏度光譜儀是一款成功地把紫外可見(jiàn)近紅外高量子效率和高測(cè)量速度相結(jié)合的高靈敏度光譜儀，其獨(dú)有的消雜散光技術(shù)、降噪電路控制技術(shù)、再加上出眾的高量子效率探測(cè)器性能，使光譜儀的靈敏度、信噪比得到極大的提升。

LiSpec-HSR系列熱電制冷高性能光譜儀是采用了高量子效率的薄型背照制冷型面陣CCD具有非常高的科研級(jí)靈敏度，同時(shí)采用了高性能穩(wěn)定的TE制冷裝置、獨(dú)有降噪低噪聲電路控制技術(shù)，光譜儀暗噪聲極低，優(yōu)良的穩(wěn)定性，高信噪比。

• 光纖（熒光反射探頭）

采用純度很高的進(jìn)口石英纖芯，光纖類(lèi)型采用多模光纖，數(shù)值孔徑為0.22，也可以為用戶(hù)提供如NA=0.12、0.15/0.26/0.37等數(shù)值孔徑的多模光纖

• 熒光比色皿支架

LS-CUV-FL帶有兩個(gè)成90°角的準(zhǔn)直透鏡，適合熒光測(cè)量，另外兩個(gè)端口裝有鍍鋁膜的SiO₂反射鏡（LS-CUV-EL-FL-MIRROR）。LS-CUV-FL-ALL有4個(gè)準(zhǔn)直透鏡，構(gòu)成兩個(gè)垂直光路。

• iSpecRad-PQY熒光量子效率積分球

通用的熒光量子效率積分球有三個(gè)開(kāi)口，分別是光入射口，樣品口和光出射口。光入射口置有準(zhǔn)直鏡，將激發(fā)光源準(zhǔn)直照射到樣品，光出射口內(nèi)置有擋板，防止入射光直接出射。常用的樣品口配套有熒光比色皿支架，可用于液體、粉末、固體等樣品測(cè)量。