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CN105891163B - 0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置及方法 - Google Patents

0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，包括积分球、第一透镜、光栅、滤波片、聚焦透镜、功率计探头、光功率计；长余辉材料测试样品置于积分球内；所述功率计探头在0.3到2微米范围内的吸收率相同；激发光从积分球的入射口入射，焦点位于长余辉材料测试样品上；关闭激发光电源后，长余辉材料测试样品产生的发射光依次经第一透镜变为平行光，再经光栅选光、滤波片滤波、聚焦透镜聚焦后由功率计探头接收，测试结果在光功率计上显示。本发明还公开了基于上述测试装置的测试方法。本发明通过测量光功率的方式来读取相应数据，从而可以比较可见到红外区的长余辉发光强度。

Description

0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置及方法
技术领域
本发明涉及长余辉发光的材料的测试领域，特别涉及一种0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置及方法。
背景技术
光学成像以光子作为信息源，代表了一个快速延伸的领域并被直接应用于药理学、分子细胞生物学和诊断学。但是这种技术仍然存在许多局限性，尤其是在体内光照时产生的组织自发荧光和在短波激发光照射下的弱的组织渗透性。为了克服这些困难，科学家研究了一系列无机发光材料，发射光是在近红外区域(NIR)，分子发射近红外光(700-1100nm)，可以用于活体分子目标的探测，因为生物体血液和组织在这个波长范围内内是相对透明的，从而减少了体内背景干扰造成的难题。而长余辉材料因为在信号采集过程中没有激发光的干扰，可以极大限度的提高成像精度。
但是现在遇到了一个根本性的难题，就是如何定量表征近红外长余辉材料的发光强度。通常对于可见长余辉材料而言，通常定义长余辉的时间衰减极限为0.32毫坎德拉，但是这种定义仅仅是对于绿光来说是合适的，因为人眼对于绿光最为敏感。但是若是对于红光以及紫外光，甚至是近红外光而言，这种定义是极其不准确的，不管是人眼还是一般光电倍增管探测器、半导体探测器，他们的探测范围要么是处于可见区域、要么是处于近红外区域，即便是宽光谱范围的探测器，它探测区域内的光谱响应度也是并不是完全一致。因此从根本上无法对比红光长余辉、绿光长余辉以及近红外长余辉材料的余辉时间。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，通过测量光功率的方式来读取相应数据，从而可以比较可见到红外区的长余辉发光强度。
本发明的另一目的在于提供基于上述0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置的测试方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，包括积分球、第一透镜、光栅、滤波片、聚焦透镜、功率计探头和光功率计；长余辉材料测试样品置于积分球内；所述功率计探头在0.3到2微米范围内的吸收率相同；
激发光从积分球的入射口入射，焦点位于长余辉材料测试样品上；关闭激发光电源后，长余辉材料测试样品产生的发射光经第一透镜变为平行光，再经光栅选光、滤波片滤波、聚焦透镜聚焦后由功率计探头接收，测试结果在光功率计上显示。
所述积分球在0.3到2微米范围内的透射比、反射率的误差为±5％。
所述功率计探头在0.3到2微米范围内的透射比、反射率的误差为±5％。
所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，还包括带有单色仪的光源、第二透镜、第三透镜；带有单色仪的光源发出的激发光经第二透镜后变为平行光，然后平行光经过第三透镜汇聚为聚焦光，再从积分球的入射口入射。
所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，还包括与光功率计连接的计算机，测试结果从计算机上读取。
基于所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试方法，记录光功率计的测试结果，以光功率表征长余辉发光强度。
所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试方法，通过0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置测试不同长余辉材料的光功率，根据得到的光功率与时间的曲线图，以光功率表征长余辉发光强度，比较不同长余辉材料的长余辉发光强度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明以光功率表征长余辉发光强度，实现了长余辉发光强度的定量测量。
(2)本发明可通过测试不同长余辉材料的光功率，根据得到的光功率与时间的曲线图，比较不同长余辉材料的长余辉发光强度，从而实现了定量比较可见到红外区的长余辉发光强度。
(3)本发明的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，简单易安装，操作简便，易于实现。
附图说明
图1为本发明的实施例的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置的示意图。
图2为本发明的实施例的积分球的透射比。
图3为本发明的实施例的功率计探头的响应度曲线。
图4为本发明的实施例的3个长余辉材料的测试结果对比图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，包括带有单色仪的光源1、透镜2、透镜3、积分球4、透镜5、光栅6、滤波片7、聚焦透镜8、功率计探头9、光功率计10、计算机11；长余辉材料测试样品置于积分球4内；所述功率计探头9在0.3到2微米范围内的吸收率相同。
如图1所示，有单色仪的光源1发出的激发光经透镜2后变为平行光，然后平行光经过透镜3汇聚为聚焦光，再从积分球4的入射口入射，焦点位于长余辉材料测试样品上；激发一段时候后，关闭激发光电源，长余辉材料测试样品产生的发射光依次经透镜5变为平行光，再经光栅6选光、滤波片7滤波、聚焦透镜8聚焦后由功率计探头9接收，测试结果在光功率计10上显示，也可以通过软件从计算机11上读取。
本实施例的积分球的透射比如图2所示，积分球在0.3到2微米之间的发射率是相近的，误差在±5％以内。本实施例的功率计探头的响应度曲线如图3所示，光功率计探头在0.3到2微米之间的响应率是相近的，误差在±5％以内。
基于本实施例的测试装置的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试方法：记录光功率计的测试结果，以光功率表征长余辉发光强度。本实施例的方法通过采用0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置测试不同长余辉材料的光功率，根据得到的光功率与时间的曲线图，以光功率表征长余辉发光强度，可以比较不同长余辉材料的长余辉发光强度。
本实施例选取3种常见的长余辉材料，SrAl2O4:Eu,Dy(发光峰位于520nm，根据已有文献报道余辉时间为30小时，探测器为R928可见光电倍增管),ZnGa2O4:Cr(发光峰位于700nm，根据已有文献报道余辉时间为360小时，探测器为R928可见光电倍增管),Zn2SnO4:Cr(发光峰位于800nm，根据已有文献报道余辉时间为35小时，探测器为R928可见光电倍增管).测试结果如图4，Zn2SnO4:Cr具有最优良的余辉性能，显示了我们设计的这款装置可以用测试和比较0.3-2微米发光长余辉材料的发光强度和余辉时间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，其特征在于，包括积分球、第一透镜、光栅、滤波片、聚焦透镜、功率计探头和光功率计；长余辉材料测试样品置于积分球内；所述功率计探头在0.3到2微米范围内的吸收率相同；
激发光从积分球的入射口入射，焦点位于长余辉材料测试样品上；关闭激发光电源后，长余辉材料测试样品产生的发射光经第一透镜变为平行光，再经光栅选光、滤波片滤波、聚焦透镜聚焦后由功率计探头接收，测试结果在光功率计上显示。
2.根据权利要求1所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，其特征在于，所述积分球在0.3到2微米范围内反射率的误差为±5％。
3.根据权利要求1所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，其特征在于，所述功率计探头在0.3到2微米范围内的响应率的误差为±5％。
4.根据权利要求1所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，其特征在于，还包括带有单色仪的光源、第二透镜、第三透镜；带有单色仪的光源发出的激发光经第二透镜后变为平行光，然后平行光经过第三透镜汇聚为聚焦光，再从积分球的入射口入射。
5.根据权利要求1或4所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置，其特征在于，还包括与光功率计连接的计算机，测试结果从计算机上读取。
6.基于权利要求1～5任一项所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试方法，其特征在于，记录光功率计的测试结果，以光功率表征长余辉发光强度。
7.根据权利要求6所述的0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试方法，其特征在于，通过0.3到2微米范围内长余辉发光强度的测试装置测试不同长余辉材料的光功率，根据得到的光功率与时间的曲线图，以光功率表征长余辉发光强度，比较不同长余辉材料的长余辉发光强度。
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