荧光光谱中近中红外激光晶体检测方案(分子荧光光谱)

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卓立汉光卓立现在着眼未来光电仪器事业中心2020年应用案例第15期 近中红外荧光光谱测试 近中红外具体指哪个波段? 红外辐射覆盖从700nm 到1mm的范围，常见地按照波段进行区分，红外分为以下几个部分：近红外(0.75-1.4pm)、短波红外(1.4-3pm)、中红外(3-8um)、长波红外 (8-15pm)、远红外(15-1000pm)，所以中红外区我们大致概括为 700nm 到 8pm范围。 红外与电磁波谱的关系 近中红外荧光材料的典型应用——近中红外激光晶体 Er：YAG 和 Cr，Er：YAG 激光晶体棒的图片 由于3um中红外波段激光在军工领域、激光理疗设备及环境监测等领域有着重要的应用前景，稀土离子掺杂的固体激光材料因此得到广泛关注及大量研究。 较早被研究的材料有基于808nm、980nm激光器激发的Er3+的 2.7um发射(4I11/2-4I13/2跃迁)，随着半导体激光器在短波长逐渐成熟，衍生出了Ho3+离子掺杂的 LiYF4， 使用 640nm的激光激发可产生1.2um (516-5l8)， 2.0pm (5I7-5l8)， 2.8-3um(5l5-5I7)均具有较强的荧光，再有硫系玻璃如 Ho3+掺杂的 Ge-Ga-S-Csl玻璃，在900nm 激发下能够发射2.81um (5l6-5I7)和3.86um (5l5-516)。 Zolix 近期，中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室在3微米激光晶体研究中取得进展，研究团采用提拉法生长 Ho： CaGdAIO4 和 Ho， Pr：CaGdAlO4晶体，分析晶体质量、结构、溶质分凝与偏振光谱性能。Ho3+的516→517跃迁呈宽带荧光特性，发射波长从2750mm延伸至3000nm，为中红外超短脉冲的产生提 Ho：CaGdAIO4和 Ho，Pr：CaGdAIO4晶体在1550nm激发下的中红外发射光谱 TIme [ms] 以上数据截取自文章“Enhanced 2.86 um emission from a Ho，Pr：CaGdAIO4 crystal"， 发表在 Journal ofLuminescence 杂志上， DOI：10.1016/j.jlumin.2020.117620 中红外客户案例与实测数据 (1)华南理工大学掺铒微晶玻璃的中红外荧光光谱 在众多激光玻璃材料中，由于Er 离子掺杂的氟化物玻璃具有较低的声子能量、优异的中红外透过特性、较高的激光光伤阈值，因此它是目前实现2.7um 波段光纤激光器的候选材料并备受关注，其2.7um 波段发光源于 Er3+离子的4l11/2-4113/2跃迁。 采用卓立立光中红外荧光测试系统，系统组成：980nm激光器、Omni-5015i 影像校正型红外单色仪、红外镀金反射式样品室、液氮制冷型 InSb探测器(光谱响应范围1-5.5um)。 掺铒中红外荧光微晶玻璃 PL谱测试结果，发射峰在2.7 um 左右。 电话：01056370168 邮箱： info@zolix.com.cn Zolix (2)湘潭大学中红外组合式荧光光谱测量系统 配置808nm， 980nm 激光器掺 Er 离子样品发射在1550nm， 2730nm 左右。 电话：01056370168 邮箱： info@zolix.com.cn 1，000.00 1，050.0011，100.00 1，150.001，200.001，250.001，300.001，350.001，400.00 1，450.00 1，500.00 1，550.00 1，600.00 1，750.00Wavelength(nm) -1#1_1：Spec_A：A 1#1_1：Spec_A：A ——2#1_1：Spec_A：A —Er-G2-30ms-980-0.43 Wavelength(nm)2#1_1：Spec_A：A—5#1_1：Spec_A：A区—Er-G3-F2 厂—Er-G1-F3 -Er-G3-F3 )0.001，010.00 1，020.001，030.00 1，040.001，050.001，060.00 1，070.001，080.00 1，090.001，100.00 1，110.00 1，120.001，130.00 1，140.001，150.00 1，160.00 1，170.001，180.00 1，190.00 1，200.00Wavelength(nm) —3#1_1：Spec_A：A (3)南方科技大学近中红外荧光光谱 系统架构如下图所示： 红外PMT WPS TRES PbS量子点ns 寿命测量及时间分辨荧光光谱 酸盐玻璃掺杂酸 X YAG： Er 北京卓立汉光仪器有限公司 www.zolix.com.cn Zolix 卓立汉光近中红外光谱系统全新设计 OmniFluo960-IR：告别分离式组成，亮白整体式设计 配置方案 激发光源：根据需要选择合适的激光器比如常见的 808nm、980nm、1064nm、1550nm 等 ● 样品仓：红外镀金反射式样品仓，带激光耦合光路； 发射光谱仪：320mm焦距红外镀金光谱仪 TE 制冷型 InGaAs 探测器(美国 Judson 芯片)，含二级制冷，前置放大器，响应范围：800-1700nm； 液氮制冷 InSb探测器(美国Judson 芯片)，前置放大器，响应范围：1-5.5um； 数据采集：斩波器 chopper&锁相放大器 lock-in； ● 寿命测量：示波器 oscilloscope； 京卓立汉光仪器有限公司www.zolix.com.cn北京市通州区金桥产业基地联东U谷中中区最终解释权归北京卓立汉光仪器有限公司所有 近期，中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室在3微米激光晶体研究中取得进展，研究团采用提拉法生长Ho：CaGdAlO4和Ho，Pr：CaGdAlO4晶体，分析晶体质量、结构、溶质分凝与偏振光谱性能。Ho3+的5I6→5I7跃迁呈宽带荧光特性，发射波长从2750nm延伸至3000nm，为中红外超短脉冲的产生提供频谱保障。