某些稠环芳香碳氢化合物的荧光寿命测量

应用时间相关单光子计算仪器,测量了八个对荧光光谱学和生物化学重要的稠环芳烃.所有溶液在测量前均通高纯氮除氧,对所有化合物都使用337nm激发波长,对荧蒽还在351nm激发,以验证上述两组作者所给数值之间的分歧.我们的实验对于荧蒽在337nm激发给出荧光寿命39ns,在351nm激发给出36ns,表明两个激发波长不应导致寿命数值的实质性差异.我们对其余稠环芳烃所测得的寿命值或者与文献相符,或者看起来是合理的.     

聚合物MO-PPV薄膜光致发光特性研究

研究了新型PPV衍生物聚对(2－甲氧基－5－辛氧基)苯撑乙烯, （Poly［(2-methoxy,5-octoxy)1,4-phenylenevinylene］，MO-PPV)在薄膜态下的光致发光特性.对不同浓度MO-PPV的氯仿溶液制备的薄膜样品，在室温下测量了其荧光光谱，观察到MO-PPV在长波有一个“肩”型特征的发射峰.在对其采用曲线拟合的基础上，进一步对薄膜样品的带隙下激发谱和选择激发荧光谱进行了分析，从实验上论证了长波段的发射峰来自于激发态S1到基态S0的振转跃迁，排除了薄膜聚集体和激基缔合物发光的可能性.并基于不同浓度样品中Frank-Condon因子的强度变化，对各发射峰强度的变化进行了分析.     

ZBLAN玻璃中Pr3+掺杂离子3P0和1D2能级的发光特性和寿命

对ZBLAN氟锆酸盐玻璃中Pr³⁺掺杂离子³P₀和¹D₂能级的寿命和发光特性进行了较详细的光谱学研究。首先测量了两种掺杂浓度(质量分数分别为1×10^-3,5×10^-3)的Pr³⁺:ZBLAN玻璃的吸收光谱,然后运用时间分辨激光光谱技术测量了³P₀和¹D₂能级在激光单光子共振激发下的荧光发射谱和能级寿命。将不同荧光发射谱带的强度和文献报道的Judd Ofelt理论计算辐射跃迁几率数值做了比较分析,证明了文献中理论计算结果的可靠性。由于浓度猝灭效应,在相同的激发条件下,掺杂浓度为1×10^-3样品的荧光发射强度明显大于5×10^-3样品的荧光发射强度。但是从我们的测量结果看,掺杂浓度对³P₀和¹D₂ 的能级寿命值无显著影响。掺杂浓度为1×10^-3时,Pr³⁺离子³P₀和¹D₂能级的寿命值分别为46,322μ_s。     

螺芴氧杂蒽LB膜的制备及光谱特性研究

为了研究聚芴材料DSFX-SFX分子在气液两相表面的行为,分子处于溶液、LB膜及粉末状态的光学特性,以及分子有序排列对其发光特性的影响,制备了聚芴材料DSFX-SFX的X型LB膜,研究了π-A等温曲线,测量了其紫外-可见吸收谱和稳态荧光光谱。结果表明,分子以face-on形式平躺在亚相表面,单分子面积为4.78 nm2。在氯仿溶液中吸收峰位在354 nm,归属于分子中三聚氧杂蒽部分与芴环间π-π*电子跃迁;荧光发射峰位在396,419,445 nm(肩峰),归属于发色团三聚氧杂蒽,是芴环与氧杂蒽环之间的电荷转移。在LB膜中,吸收谱和荧光光谱与其溶液光谱相比,整体红移6 nm。结果表明:在LB膜中,两个分子形成激基缔合物,与单分子状态相比,激基缔合物的HOMO升高而LUMO降低。与粉末状态相比,该材料在LB膜中有很强的荧光发射,表明该材料形成有序排列超薄膜有利于荧光发射。     

两种烷基取代喹吖啶酮衍生物LB膜的荧光特性

制备了两种烷基取代喹吖啶酮衍生物C6DHQA和C16DMQA的X型Langmuir-Blodgett(LB)膜,采用紫外-可见吸收、稳态荧光和时间分辨荧光的方法研究其溶液及LB的光学特性。研究结果表明,C16DMQA比C6DHQA的吸收谱整体红移,说明烷基链加长减小了分子的能级间隔;两者LB膜的吸收谱较溶液整体红移,说明在LB膜中形成了"J-聚集体"。两种材料的溶液及LB膜都有较强的荧光发射,溶液的荧光谱与吸收谱有很好的镜像对称关系,形成LB膜后,镜像对称关系被打破,两者第三个荧光峰相对强度差别很大。C6DHQA溶液中的荧光寿命为21ns左右,C16DMQA溶液中的荧光寿命为22ns左右,形成LB膜后,荧光寿命明显较少,两者第三个荧光峰对应的荧光寿命差别较大。其原因应归于C16DMQA分子在基板上的排列更密,分子间的相互作用力强,从而对能级结构的影响更大。     

应用荧光相关光谱测定L-色氨酸的浓度

应用FLS920P型荧光光谱仪对L-色氨酸溶液进行三维荧光光谱检测,从中发现：L-色氨酸的特征荧光峰位于270/350 nm。设定发射波长为350 nm,测量激发谱。由测量结果发现在250~260 nm区间,谱线斜率较大、线性度好。因此选取250,255和260 nm三个激发波长,在每个激发波长下分别测量相应的荧光发射谱。基于三条不同的荧光发射谱,构建以激发波长为外扰变量的自相关光谱;而以浓度为外扰变量的自相关光谱,是以超纯水在不同激发波长的平均谱作为参考光谱,通过参考光谱与样本平均谱的相关计算得到。在此基础上,将相关光谱数据分别与偏最小二乘回归(PLSR)和径向基神经网络(RBFNN)相结合,建立溶液中L-色氨酸含量的预测模型,研究结果表明：采用浓度为外扰变量构造的荧光相关光谱信噪比较高,建模的预测效果要好;而在外扰变量相同时,基于径向基神经网络建立的预测模型比基于偏最小二乘回归建立的预测模型对溶液中L-色氨酸浓度的预测结果更为准确。其中,以浓度为外扰变量时的径向基神经网络预测模型准确度最高,该模型的预测相关系数为99.91%,预测均方根误差为0.033 μg·mL-1。研究结果表明,使用该方法能够对溶液中的物质含量进行准确测定,可为食品安全监管提供帮助。     

乙醇水溶液荧光发射的时域和频域特性研究

针对乙醇水溶液荧光发射的四个特征参量进行了研究,得出了该溶液发射荧光光子的时域和频域特征参量。发射光谱和激发光谱表明乙醇水溶液中含有三个结构不同的发光物质,其发射峰分别位于290 nm,305 nm和330 nm处,与其相对应的最佳吸收峰为265 nm,280 nm和236 nm。荧光强度随溶液中乙醇与水体积混合比的变化规律也证实了三种不同发光结构的存在。在荧光光谱峰值波长处分别监测其荧光强度随时间的衰变过程,将获得的荧光衰减动力学曲线采用指数方法拟合并进行解卷积处理,测试的荧光寿命分别对应8 ns,12 ns,25 ns。结合乙醇水溶液荧光发射的四个特征参量可以看出:乙醇分子和水分子发生团簇作用形成了三个新的分子结构从而可发射具有不同能量的荧光光子。该研究结果能为乙醇水分子的团簇结构研究提供参考。     

荧光俘获效应对Er3+/Yb3+共掺杂碲钨酸盐玻璃光谱性质的影响

制备了掺杂浓度相同而厚度不同的Er^3 ／Yb^3 共掺杂碲钨酸盐玻璃样品,测量了样品的吸收光谱和970nmLD激发下的Er^3 离子1．5um发射的荧光光谱和荧光寿命,计算了Er^3 离子的发射截面,研究了荧光俘获效应对Er^3 离子1．5um发射的光谱性能的影响。结果表明,样品中Er^3 离子存在很强的荧光俘获效应,且荧光俘获效应随样品厚度的增加而增强。荧光俘获效应使测得的荧光寿命比计算的自发辐射寿命要长,随样品厚度的增加,Er^3 离子1．5um发射的荧光寿命增加;其荧光有效线宽△λeff与次峰值强度和主峰值强度的比值,Ⅰa/Ⅰp也增加,且△λeff与Ⅰa／Ⅰp存在很好的线性关系。首次提出采用Er^3 1．5um波段荧光谱的次峰值强度和主峰值强度的比值,Ⅰa／Ⅰp与从McCumber理论计算得到的次峰值发射截面和主峰值发射截面的比值(σea／σep)的差值或比值来判断基质中Er^3 1．5um波段荧光俘获效应强弱的方法。     

Synthesis and Luminescent Properties of Nano-scale Y2Si2O7:Re3+ (Re=Eu, Tb) Phosphors via Sol-Gel Method

用溶胶凝胶方法制备了稀土离子掺杂的焦硅酸钇纳米粉末,并用XRD对不同温度处理的样品结构进行了表征,结果表明1000 ℃时产物成α-Y2Si2O7相,粒径约为27 nm,且掺杂离子的浓度并不影响样品的结构,测量了Eu3+和Tb3+离子掺杂的样品的激发谱和发射谱,并对其进行了分析．激发谱中真空紫外区对应基质的吸收,紫外区分别对应Tb3+的4f~5d的吸收Eu3+的电荷迁移带的吸收,对发光强度随掺杂离子浓度的变化关系也进行了讨论．对室温下的寿命进行了测量和分析．     

用光致荧光研究多碱阴极光电发射机理

本文介绍了多碱光电阴极的特点及其在微光像增强器中的应用,叙述了光致荧光的原理,探索了利用光致荧光方法来研究多碱阴极Na₂KSb膜层电子跃迁几率的方法,并测量了两个不同灵敏度多碱阴极的荧光谱及同一个多碱阴极在工作和非工作两种状态下的荧光谱.测试结果表明,多碱阴极的荧光强度与其电子跃迁的几率及阴极灵敏度成正比,同时多碱阴极在工作状态下,荧光强度比非工作状态下有所降低,原因是一部分跃迁电子逸出多碱阴极产生光电发射,而这部分电子不再回到基态,因此不再发出荧光.另外本文还测量了多碱阴极在不同波长激光激发条件下的荧光谱.结果表明,长波激发与短波激发相比,长波激发所获得的荧光强度更高,这说明长波激发产生跃迁电子的几率高,同时荧光谱峰值波长与激光波长的偏移较小,因此跃迁电子数多且能量损失小,有利于光电发射.将多碱阴极的荧光谱与多碱阴极的量子效率相比较,看出跃迁电子数量和所处能级这两个对光电发射过程有影响的关键因素中,能级因素对光电发射过程的影响更大.但对多碱阴极而言,由于短波激发时的电子跃迁几率低于长波激发时的电子跃迁几率,跃迁电子扩散过程中的能量损失较大,因此短波的量子效率随波长的增加而增加.实践证明,光致荧光是研究多碱阴极光电发射过程的一种有效手段,通过对多碱阴极荧光谱的研究,进一步揭示了多碱阴极的光电发射的机理,为进一步改进工艺和提高多碱阴极的灵敏度提供了重要的参考价值.     

硒化锌单晶薄膜近带边发射的荧光寿命

在2K下,对常压MOCVD方法生长的ZnSe单晶薄膜进行了光致荧光近带边发射谱的测量和辨认.并采用激光超短脉冲技术和时间相关单光子计数技术相结合的方法,对其在2K下近带边发射的荧光寿命进行了测量和分析,并讨论了自由激子弛豫过程.     

用稳态和时间分辨荧光光谱研究乙醇－水分子团簇的可能类型

研究了紫外光照射乙醇－水混合溶液的稳态和时间分辨荧光光谱.通过检测其荧光光谱和激发光谱,得到了稳态发射光谱的三个荧光峰,峰值分别位于290 nm、305 nm、330 nm,相应的最佳激励光分别为265 nm, 280 nm 和236 nm.在荧光光谱峰值波长处分别监测其荧光强度随时间的衰变过程,将获得的荧光衰减动力学曲线采用指数拟合并进行解卷积处理获得不同荧光光子的寿命值.乙醇－水溶液稳态光谱的特点和三个不同的荧光寿命都表明了溶液中含有三个不同的生色团,分析认为乙醇和水分子间通过氢键作用形成了不同结构的团簇分子.     

Testing Fluorescence Lifetime Standards using Two-Photon Excitation and Time-Domain Instrumentation: Rhodamine B,Coumarin 6 and Lucifer Yellow

Having good information about fluorescence lifetime standards is essential for anyone performing lifetime experiments. Using lifetime standards in fluorescence spectroscopy is often regarded as a straightforward process, however, many earlier reports are limited in terms of lifetime concentration dependency, solvents and other technical aspects. We have investigated the suitability of the fluorescent dyes rhodamine B, coumarin 6, and lucifer yellow as lifetime standards, especially to be used with two-photon excitation measurements in the time-domain. We measured absorption and emission spectra for the fluorophores to determine which wavelengths we should use for the excitation and an appropriate detector range. We also measured lifetimes for different concentrations, ranging from 10^?2– 10^?6 M, in both water, ethanol and methanol solutions. We observed that rhodamine B lifetimes depend strongly on concentration. Coumarin 6 provided the most stable lifetimes, with a negligible dependency on concentration and solvent. Lucifer yellow lifetimes were also found to depend little with concentration. Finally, we found that a mix of two fluorophores (rhodamine B/coumarin 6, rhodamine B/lucifer yellow, and coumarin 6/lucifer yellow) all yielded very similar lifetimes from a double-exponential decay as the separate lifetimes measured from a single-exponential decay. All lifetime measurements were made using two-photon excitation and obtaining lifetime data in the time-domain using time-correlated single-photon counting.     

Combinatorial thin film sputtering investigation of cerium concentration in Lu2SiO5 scintillators

Lutetium oxyorthosilicate (LSO) thin films with a cerium thickness gradient were sputter deposited to investigate the optimum cerium concentration for emission intensity. Thin film cerium concentration ranged from 0.06 to 0.88 at%. To compare the thin film samples to single crystal LSO, a set of single crystal LSO samples were investigated with cerium concentrations of 0.0015, 0.0095 and 0.078 at%. The thin film samples showed peak photoluminescence emission intensity at a cerium concentration of 0.35 at%; however, the single crystal samples exhibited peak photoluminescence emission intensity at a lower cerium concentration of 0.0095 at%. The photoluminescence excitation and emission spectra as a function of concentration demonstrate the concentration quenching behavior and the mechanisms are speculated to be due to radiative (self-absorption) and non-radiative energy transfer, which may be phonon assisted.     

掺Cu~+氟磷玻璃的分时荧光及能量转移

本文分别在室温和低温下测定了氟磷酸盐玻璃中用不同波长激发Cu~+的分时荧光光谱以及不同发光波长的荧光寿命.随延迟时间增加,发光峰值移向长波.当采用长波长激发时,在发光主峰两边出现多个子峰结构,展现了激活离子之间的能量转移.     

Electronic structure and dynamics of quantum-well states in thin Yb metal films

Quantum-well states above the Fermi energy in thin Yb(111) metal films deposited on a W(110) single crystal were studied by low-temperature scanning tunneling spectroscopy. These states are laterally highly localized and give rise to sharp peaks in the tunneling spectra. A quantitative analysis of the spectra yields the bulk-band dispersion in the Gamma-L direction as well as quasiparticle lifetimes. The quadratic energy dependence of the lifetimes is in quantitative agreement with Fermi-liquid theory.     

Anticrossing of triplet exciton levels in persistence spectra of GaSe crystal

The effect of spin sublevel anticrossing in the persistence spectra of triplet excitons was investigated. The anticrossing signal shape was found to change substantially during the excited-state lifetime. The anticrossing signal splits into two peaks, with the separation between them increasing with time. It is shown that each of the peaks is caused by the contribution of one of the interacting states to the emission, and their lifetimes are determined.     

稀土夹心双酞菁铽的荧光特性研究

利用稳态荧光光谱和时间分辨光谱方法研究了稀土夹心双酞菁铽衍生物(TbPcPc^*)氯仿溶液的荧光特性,分析了激发波长、溶液浓度对荧光特性的影响。TbPcPc^*氯仿溶液在707nm处有一强的荧光发射峰,它对应于电子从激发态S₁向基态S₀的跃迁。当使用500nm的光激发时,电子吸收能量发生向激发态S₁的跃迁以及到更高能级的混合跃迁,当电子从这些能级再跃迁到基态时主要发射525,707nm的荧光。Tb-PcPc^*氯仿溶液在707nm处的荧光发射峰具有两个衰减过程,短寿命的衰减为分子单体所产生,而长寿命的衰减为聚集体所产生。随着浓度的降低,单体所占比例增加,其对应的寿命组分比例也相应的增加。     

Low temperature photoluminescence study of Ga As defect states

Low temperature(77 K)photoluminescence measurements have been performed on different GaAs substrates to evaluate the GaAs crystal quality.Several defect-related luminescence peaks have been observed,including 1.452 eV,1.476 eV,1.326 eV peaks deriving from 78 meV Ga_(As) antisite defects,and 1.372 eV,1.289 eV peaks resulting from As vacancy related defects.Changes in photoluminescence emission intensity and emission energy as a function of temperature and excitation power lead to the identification of the defect states.The luminescence mechanisms of the defect states were studied by photoluminescence spectroscopy and the growth quality of GaAs crystal was evaluated.     

热处理温度对ZnO∶Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了ZnO∶Al薄膜,表征了薄膜的结构、光透过和光致发光特性,探讨了热处理温度对薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明,在热分解温度400 ℃和退火温度600 ℃时,ZnO∶Al薄膜的C轴择优取向明显,透过率较高.在热处理温度400 ℃情况下,激发波长340 nm的光致发光谱中有三个发光中心,紫外发光强度随退火温度的升高先升高后下降,500 ℃时发光强度最强.其它两个发光峰的强度随退火温度的升高而降低甚至消失.激发波长不同,ZnO∶Al薄膜的发光中心和强度均发生变化.