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東譜科技(廣州)有限責任公司
光電一體化時間分辨光譜儀,又稱光致/電致/穩態/瞬態/時間分辨熒光光譜儀。該設備擁有光致和電致熒光光譜模塊,可以對各類型的光致(熒光、磷光、延遲熒光等)和電致發光樣品進行全面的穩、瞬態測試分析,可在200 nm 至5500 nm寬波長、2.5 ns至1200 s寬時域范圍上對微弱發光信號進行精準測量,詳情請到“東譜科技“網站。
產品關鍵詞:穩態瞬態熒光光譜、時間分辨光致熒光光譜、分光光度計、一體式熒光光譜儀、模塊化科研級穩瞬態熒光光譜、熒光分光光度計、態熒光光譜、穩態磷光光譜、瞬態熒光光譜、熒光光譜、變溫熒光測試系統、顯微熒光光譜、三維熒光光譜、超快光譜儀、瞬態電致、瞬態電致特性、時間分辨熒光光譜儀、時間相關單光子計數、熒光壽命測試、電致瞬態發光測試、瞬態磷光測試、磷光壽命測試、熒光磷光衰減壽命測試、激發譜測試、發射譜測試、同步譜測試、時間分辨電致發光測試
Product Keywords: Steady-state transient fluorescence spectrum, time-resolved photofluorescence spectrum, Spectrophotometer, integrated fluorescence spectrometer, modular scientific research grade stable transient fluorescence spectrum, fluorescence spectrophotometer, state fluorescence spectrum, steady-state phosphorescence spectrum, transient fluorescence spectrum, fluorescence spectrum, variable temperature fluorescence test system, microfluorescence spectrum, three-dimensional fluorescence spectrum, ultrafast spectrum, transient electroexcitation, transient electrocharacteristic Properties, time-resolved fluorescence spectrum, time-dependent single photon count, fluorescence lifetime test, electrotransient luminescence test, transient phosphorescence test, phosphorescence lifetime test, fluorescence phosphorescence decay lifetime test, excitation spectrum test, emission spectrum test, synchronization spectrum test, time-resolved electroluminescence test
產品簡介
光電一體化時間分辨光譜儀HiLight是東譜科技自主研發的業內光電一體化時間分辨光譜儀(又稱光致/電致穩瞬態/時間分辨熒光光譜儀TRPL),該設備擁有光致和電致熒光光譜模塊,可以對各類型的光致(熒光、磷光、延遲熒光等)和電致發光樣品進行全面的穩、瞬態測試分析,可在200 nm 至5500 nm、寬波長、2.5 ns至1200 s寬時域范圍上對微弱發光信號進行精準測量。基于其光電一體的獨特優勢,HiLight可同時用于材料與器件的研究,從而極大地拓展了傳統熒光光譜儀的適用范圍。基于模塊化的設計理念,光電一體化時間分辨光譜儀可以提供靈活的配置方案,以適應多樣化的測試需求,可廣泛應用于材料科學、分析科學、生物醫藥、食品科學、石油化工、地質學、考古、法醫學等領域。
產品特點
□ 模塊化設計,可選配置豐富靈活,易升級維護;
□ 光致+電致一體、穩態+瞬態熒光光譜儀,可同時用于材料與器件的研究;
□ 寬時域時間分辨:2.5 ns至1200 s(時間分辨精度305 fs);
□ 時間分辨率:最小305fs;
□ 寬波長范圍可選:200-5500nm(可拓展);
□ 多種光源、光柵、探測器可選;
□ 全反射式光路設計,影像校準技術;
□ 配置SpectraHub軟件,功能豐富;
□ 熒光光譜PL、瞬態熒光光譜TRPL、時間分辨發射光譜TRES、穩態電致發光光譜、瞬態電致發光光譜TREL、顯微熒光成像PL mapping、熒光壽命成像FLIM、熒光量子產率等。
產品功能
熒光/磷光 | 時間分辨發射譜 | 吸收與透射 |
電致熒光/磷光 | 熒光磷光壽命 | 量子產率 |
上轉換熒光 | 時間分辨電致發光光譜 | 變溫熒光 |
比較熒光 | 電致發光響應時間 | 低溫熒光 |
時間相關動力學 | 多維光譜 | 顯微熒光 |
規格參數
光譜范圍 | ||
激發光譜 | 標配:200nm-900nm,可選:200nm-2500nm | |
發射光譜 | 標配:200nm-900nm,可選:200nm-5500nm | |
時間范圍 | ||
SPC動力學 | 1 ms~10 h | |
MCS | 10 ns~1200 s | |
TCSPC | 50 ps~100 μs | |
激發源 | ||
穩態 | MCS | TCSPC |
350W氙燈 | 脈沖氙燈 Mic-MLD微秒激光器 Mic-MLED微秒LED光源 | Pina-PLD皮秒激光器 Pina-PLED皮秒LED光源 NanoQ-NLD納秒激光器 NanoQ-NLED納秒LED光源 皮秒白光光源 納秒OPO可調諧激光器 |
電致發光部件 | ||
SMU | 電壓范圍 | ±15 V |
電流范圍 | ±40 mA | |
電壓設置分辨率 | 10 mV | |
電流設置分辨率 | 10 μA | |
電壓測量分辨率 | 1 mV | |
電流測量分辨率 | 1 μA | |
瞬態電致發光驅動源 | 輸出電壓范圍 | -10V~+10V |
電壓分辨率 | 16 bits | |
信號頻率范圍 | 10 mHz~10 MHz | |
驅動電壓信號類型 | 脈沖、正弦波、三角波、方波等 | |
水拉曼信噪比 | ||
>12,000:1;可選配優化信噪比 | ||
產品應用
□ 熒光粉 | □ 上轉換材料 | □ TADF | □ 光伏材料 | □ 熒光微球 |
□ 有機發光材料 | □ 熒光探針 | □ 天然染料 | □ 鑭族稀土元素 | □ 碳點 |
□ 鈣鈦礦材料 | □ AIE | □ 二維材料 | □ 室溫磷光材料 | □ 稀土發光材料 |
□ 量子點 | □ 納米微球 | □ 量子棒 | □ 合成染料 | □ 各類電致發光器 件 |
產品型號
型 號 | 特 點 |
光電一體化時間分辨光譜儀HiLight 990 | 模塊化,可選配置功能;升級與拓展功能強 |
穩瞬態熒光光譜儀HiLight HS15 | 一體機;穩態和瞬態熒光功能 |
熒光壽命測量儀HiLight T30 | 壽命測量功能;可選濾光片分光 |
瞬態電致發光光譜儀HiLight E60 | 瞬態電致發光功能 |
熒光光譜儀HiLight S20 | 穩態和磷光功能 |
HiLight 990拓展介紹
1、定義
光電一體化時間分辨光譜是一種光譜分析技術,通過記錄光譜隨時間變化來分析物質在瞬態過程中的動態行為,能夠揭示穩態光譜無法獲取的瞬時過程信息。該技術基于超短脈沖激光技術,利用激發-探測光脈沖的時間延遲獲取樣品動態光學信息,時間分辨率可達飛秒量級。
時間分辨光譜技術的核心在于通過超短激光脈沖(飛秒至納秒級)激發樣品,并通過控制泵浦光與探測光的時間間隔,捕捉樣品在激發后的瞬態光譜變化。其物理機制包括相干瞬態光譜學原理、量子拍頻現象以及光學章動與自感應衰減現象等,能夠揭示電子能級、分子振動和反應動力學等動態過程。
穩態瞬態熒光光譜是指集穩態熒光光譜與瞬態熒光光譜測試功能于一體的綜合性光譜分析技術,是現代光譜分析領域的重要技術手段。它能夠同時獲取物質的穩態發光特性(光譜分布)和瞬態動力學信息(發光衰減過程),為物質發光特性的全面表征提供關鍵數據。
穩態熒光光譜告訴你樣品 “發什么光" (光的顏色/波長):在連續、穩定的光照下,測量樣品發出的熒光強度隨波長的分布。它得到的是一個長時間的平均信號。
瞬態熒光光譜告訴你樣品 “發光持續多久" (光的壽命/時間):用極短(如納秒、皮秒)的激光脈沖激發樣品后,高速探測熒光強度如何隨時間衰減。它關注的是動態過程。
時間分辨電致發光光譜(Time-Resolved Electroluminescence Spectroscopy,TREL)是一種用于研究電致發光器件中載流子動力學過程的光譜技術。它通過測量電致發光信號隨時間的變化,揭示器件內部的發光機制和載流子行為,比如發光壽命、激發態弛豫、電荷輸運等動態機制。
基本原理:使用脈沖電源向電致發光器件施加短脈沖電壓或電流(如2.5 μs的方波脈沖),記錄器件在不同時間延遲下的發光信號。通過時間相關單光子計數(TCSPC)技術測量電壓脈沖后的發光衰減過程,進而分析載流子的復合速率和壽命。
電致發光響應時間是衡量電致發光器件(如 OLED、LED)在電信號驅動下,從 “發光狀態變化" 到 “實際光輸出變化" 所需時間的核心動態參數,直接反映器件對電信號的快速跟隨能力,尤其對顯示領域的動態畫面清晰度至關重要。
熒光壽命(Fluorescence Lifetime):指物質分子吸收光子后,躍遷至單重激發態(S?),并從 S?態以輻射躍遷的方式返回基態(S?)釋放熒光光子的過程中,激發態分子的平均存活時間。
關鍵特征:
躍遷類型為自旋允許躍遷(單重態 S?→基態 S?,電子自旋方向不變),躍遷概率高,輻射速度快。
壽命量級極短,通常在皮秒(ps,10?12 秒)至納秒(ns,10??秒) 范圍,肉眼無法直接觀察到 “余輝"。
磷光壽命(Phosphorescence Lifetime):指物質分子吸收光子后,先躍遷至單重激發態(S?),再通過系間竄越(Intersystem Crossing, ISC) 過程轉化為三重激發態(T?),從 T?態以輻射躍遷的方式返回基態(S?)釋放磷光光子的過程中,三重激發態分子的平均存活時間。
關鍵特征:
躍遷類型為自旋禁阻躍遷(三重態 T?→基態 S?,電子自旋方向改變),躍遷概率低,輻射速度慢。
壽命量級遠長于熒光,通常在微秒(μs,10??秒)至秒(s) 范圍,肉眼可觀察到明顯的 “余輝"(如夜光材料的持續發光)。
2、在器件研究的應用
(1)、太陽能電池(光伏器件)
這是該技術應用廣泛、關鍵的領域之一。目標是理解光能如何被高效地轉化為電能,并找出能量損失的環節。
電荷產生與分離動力學:研究光吸收產生電子-空穴對(激子)后,它們是如何以及多快被分離成自由電荷的。例如,在有機太陽能電池或鈣鈦礦太陽能電池中,這是決定效率的核心步驟。
電荷傳輸與復合:追蹤被分離的電子和空穴在器件中如何傳輸到電極,并識別在傳輸過程中有多少電荷會通過哪些路徑(如單分子復合、雙分子復合)損失掉。
界面過程研究:研究在不同材料界面處(如電子傳輸層/鈣鈦礦層)的電荷提取效率與界面復合損失,為界面工程優化提供直接依據。
器件退化機理分析:在光照和偏壓的共同作用下,實時觀測器件性能衰減過程中光譜和動力學參數的變化,從而找出退化根源。
(2)、發光器件(LEDs & OLEDs)
專注于理解電能如何被高效地轉化為光,并優化發光效率與穩定性。
激子形成與發光動力學:研究在電流注入下,電子和空穴如何相遇并形成發光激子,以及激子的輻射復合(發光)壽命和效率。
效率滾降(Efficiency Roll-off)研究:分析為什么LED在 high電流密度下效率會下降。通過時間分辨光譜可以直接觀測到導致效率下降的非輻射復合過程(如激子-激子湮滅、激子-極化子淬滅)。
電荷平衡與器件優化:通過光譜動態變化,判斷電子和空穴的注入與傳輸是否平衡,從而指導電極和傳輸層材料的選擇與設計。
(3)、光電探測器與調制器
關注器件對光信號的響應速度和靈敏度。
響應時間與恢復時間測量:直接測量光電流的上升和下降時間,評估探測器的極限速度。
工作機理研究:區分光導型與光伏型等不同工作機制,研究光生載流子的輸運和掃出過程。
在偏壓下的性能評估:模擬探測器實際工作條件,研究不同反向偏壓對響應度和響應速度的影響。
(4)、 新型半導體材料物理化學研究
作為基礎科研工具,用于揭示低維、量子限域等新型材料的獨特光物理性質。
鈣鈦礦材料:研究其長載流子擴散長度、缺陷容忍度的物理起源,離子遷移動力學,以及相分離、相轉變等超快過程。
低維材料(如二維材料、納米線、量子點):研究其超快的能量轉移、電荷轉移、谷動力學以及由于量子限域效應帶來的獨特發光特性。
有機半導體:研究激子擴散、能量轉移(F?rster / Dexter)、以及電荷分離與復合的復雜動力學。
(5)、光催化與電催化
在化學和能源領域,用于研究催化反應機理。
光生電荷的利用效率:研究在光照下,光催化劑(如TiO?, g-C?N?)產生的電荷是如何被分離并遷移到表面參與催化反應的,而不是在體內復合掉。
光電催化(PEC)過程:在施加偏壓的條件下,模擬真實的光電催化水分解或CO?還原過程,研究界面電荷轉移速率和反應中間體的動力學,為設計高效光電極提供指導。
3、產品主要測試功能特點
(1)、時間分辨電致發光(TR-EL)測量法
方式:在施加電脈沖的同時,用時間門控的光譜儀(如條紋相機或ICCD)探測器來測量發光強度隨時間的變化。
信息:直接給出激子的發光壽命,是研究LED性能的核心手段。
(2)、時間相關單光子計數法(TCSPC)
適用于納秒至微秒級熒光壽命測量,該方法通過統計單個光子的到達時間,實現對弱熒光信號的高靈敏度時間分辨測量,是生物醫學和熒光材料研究的常用方法。
核心原理:用脈沖激光激發樣品產生熒光,記錄每個熒光光子相對于激發光脈沖的到達時間。大量光子的到達時間分布,即為樣品的熒光衰減曲線,通過擬合可得到熒光壽命。
適用場景:適用于生物大分子構象變化、熒光探針標記、LED 材料熒光壽命測試等,尤其擅長弱信號(如生物樣品)的測量。
4、測試樣例
核黃素
鎘系量子點溶液 excited by 405 nm laser
鈣鈦礦薄膜晶體 excited by 520 nm laser
鈣鈦礦晶體 excited by 405 nm laser
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