荧光光谱仪的简介与使用

实验6 荧光光谱仪的简介与使用
荧光光谱仪,又称荧光分光光度计,是一种定性、定量分析的仪器。通过荧光光谱的测试可以获得物质的激发光谱、发射光谱、荧光寿命以及液体样品浓度等方面的信息。荧光光谱仪的组成在硬件上相似的,其差别主要在于硬件材质、仪器精密程度以及部分次要功能上的不同。此外,不同荧光光谱仪所使用的软件在界面和功能上存在较大的差别。荧光光谱仪的重要的部件包括光源、激发单器、发射单器、光电倍增光(Photomultiplier, PMT)以及外联设备电脑等。图1为荧光光谱仪的主要组成示意图。
图1荧光光谱仪的组成
某些物质在特定波长的光的激发下,可以发射出荧光。在荧光光谱仪中,利用氙灯的发光作为激发光源,为样品的激发提供一定波段的复合光,其波长范围一般在200 − 900 nm。单器用来从入射的复合
光中分解出所需要的单光。单器本身包括入射/出射狭缝、准直镜、散元件和成像物镜等部件。散元件是获得单光的关键部件。仪器工作时,光源的发射光在入射狭缝处聚焦成像,成像处刚好为准直镜的焦点,混合光经过准直器后被分散成一束平行光,平行光经过散元件变成一系列平行的单光。平行单光经过成像物镜分别聚焦,通过转动散元件的角度,可使不同波长的单光分别从出射狭缝发射出来,然后照射在待测样品上。在一台荧光光谱仪中需要两个单器来分别获得激发用单光和监测用(发射)单光。光电倍增管能够把入射的光信号转变成电信号,其主要作用是用来记录入射光的强度。中国人民解放军第四军医大学
对于一种未知发光性能的荧光粉来说,测试发射谱时,通常利用氙灯的最强254 nm发射来激发样品。这时激发单器就从氙灯发射出来的复合光中分出254 nm的紫外光。该紫外光照射到荧光粉上,有可能激发荧光粉使其发射某种颜的光(一般也是混合波长的光)。荧光粉发射的混合波长的光被发射单器以单光的形式一一鉴别释放,同时利用PMT记录相应的强度。最后,这些单光波长及对应的强度在电脑显示器中显示出来,所得图谱为发射谱。测试激发谱时,一般选择荧光粉发射谱中的最强发射为监测波长(以610 nm为例)。复合光源通过激发单器时,激发单器把一定波长范围(激发谱范围) 内的单光一一分出来,分别照射荧光粉,同时激发单器把对应的光强度记录下来。此时,发射单器把荧光粉的
发射谱中的单光一一分出来,但只让610 nm的光通过发射狭缝射出,PMT记录其相应的强度。值得哦!冬夜的灯光
注意的是,此时在电脑中显示出来的是(激发光源中分出来的)单光的波长和该单光激发下610 nm发射光的强度,所得图谱为激发谱。
对于一个未知的发光材料,光谱测试时一般可首先选择254 nm或365 nm激发下收集其发射谱。测试时,通常发射波长要比激发波长大约20 nm,如254 nm激发下发射谱的收集一般至少应该从274 nm处开始。当用610 nm监测收集激发谱时,激发谱的最大波长一般应该小于590 nm。此外,在光谱测试时,单器光栅会引起倍频等问题,因而有时还涉及到一个滤波片使用。例如,如果用254 nm紫外光激发荧光粉时,会在508 nm附近出现254 nm的倍频峰,在收集发射谱时应该避免该峰处于发射谱范围内,如果难以避免,可以使用滤光片来处理。
例如,如图2,测试长余辉发光材料SrA2lO4:Eu2+,Dy3+发光性能时,通常用其最强的~380 nm吸收作为激发波长,在~420 – 650 nm范围内收集其发射谱;用最强发射~520 nm作为监测波长,在~280- 500 nm范围内收集其激发谱(激发谱范围设置时避免了~260 nm处倍频峰)。
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校内体
图2 SrA2lO4:Eu2+,Dy3+的激发谱(a)和发射谱(b)山河之恋
图3是RF5301荧光仪右侧面图。右侧面有许多接口和开关,其中最重要的是电源开关(标记为4)和氙灯
开关(标记为5)。氙灯开关通常是打开的。光谱测试时,只需要直接打开电源开关4,然后打开电脑上的测试操作软件,然后进行相关参数的设置和光谱测试。
图3 RF5301荧光光谱仪右侧图卢荣友

本文发布于:2024-09-23 02:30:01,感谢您对本站的认可!

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