CN112665826A - 积分球检测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种积分球检测器，涉及光学检测技术领域，用于解决积分球检测器的检测精度低的技术问题。该积分球检测器包括球状壳体，球状壳体的壳壁内表面设置有漫反射层，壳壁设置有接收孔、入射孔和安装孔，球状壳体内设置有与入射孔相对的样品检测台，球状壳体外设置有与入射孔相对的光源，光源发出的入射光经入射孔进入到球状壳体内，接收孔内设置有光检测器，光检测器接收入射光照射到样品检测台上的样品产生的激发光，安装孔位于样品检测台的背离入射孔的一侧，安装孔内设置有选择性反射件，选择性反射件反射激发光，吸收照射到选择性反射件上的入射光。本发明提供的积分球检测器，检测的光的转换效率的检测精度高。

Description

积分球检测器

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种积分球检测器。

背景技术

随着显示技术的发展，量子点显示技术因其在色域覆盖率、色彩控制精确性、红绿蓝色彩纯净度等方面的独特优势，得到了广泛的应用。

量子点在使用前需要测试其光转换效率，通常采用积分球检测器测量。然而，现有的积分球检测器测量过程中，存在入射光等光线被光检测器接收，导致检测的量子点样品的光转换效率的检测精度低的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种积分球检测器，以提高对样品的光转换效率的检测精度。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种积分球检测器，包括球状壳体，球状壳体的壳壁内表面设置有漫反射层，壳壁设置有接收孔、入射孔和安装孔；

球状壳体内设置有与入射孔相对的样品检测台，球状壳体外设置有与入射孔相对的光源，光源发出的入射光经入射孔进入到球状壳体内；

接收孔内设置有光检测器，光检测器接收入射光照射到样品检测台上的样品产生的激发光；

安装孔位于样品检测台的背离入射孔的一侧，安装孔内设置有选择性反射件，选择性反射件反射激发光，吸收照射到选择性反射件上的入射光。

与现有技术相比，本发明实施例提供的积分球检测器具有如下优点：

本发明实施例提供的积分球检测器，光源发出的入射光经入射孔进入到球状壳体内，其中至少一部分入射光照射到样品检测台上的待检测的样品上，待检测的样品吸收这部分入射光，并激发出与入射光的波长不同的另一种波长的激发光，激发光在球状壳体的漫反射层上发生漫反射，经过漫反射的激发光照射到光检测器上，进而被光检测器检测到，从而实现对待检测的样品的光转换率的检测。进入到球状壳体内的入射光可能会有部分入射光没有被待检测的样品吸收，没有被待检测的样品吸收的入射光照射在选择性反射件上，被选择性反射件所吸收，而激发光照射在选择性反射件上发生反射，最终被光检测器所检测，光检测器检测到的光仅包括第一次被激发出的激发光，积分球检测器检测的光转换效率的精度更高。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，样品检测台设置在壳体的几何中心。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，样品检测台靠近安装孔设置。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，安装孔的中心线和入射孔的中心线共线设置。优选地，入射孔的中心线、安装孔的中心线和壳体的几何中心位于同一直线上。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，选择性反射件包括填充在安装孔中的填充件，以及设置于填充件上的至少一层涂层，涂层反射激发光，透射照射到选择性反射件上的入射光。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，涂层的数量为多层，各层涂层具有不同的厚度和折射率。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，填充件螺纹连接于安装孔内。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，所述涂层的材料为氟化镁、氟化钙或氧化钛。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，漫反射层的材料为硫酸钡、氟化镁或氧化镁。

作为本发明实施例积分球检测器的一种改进，球形壳体的壳壁内表面与理想球面之间的偏差小于球形壳体的内径的0.1％。

除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的积分球检测器所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的积分球检测器的一个剖视图；

图2为本发明实施例提供的积分球检测器的另一个剖视图。

附图标记说明：

10：球状壳体；

11：接收孔；

12：入射孔；

13：安装孔；

14：样品检测台；

20：光检测器；

30：选择性反射件。

具体实施方式

为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

量子点在使用前需要测试其光转换效率，通常采用积分球检测器测量。具体地，积分球检测器是一个内壁涂有漫反射材料的空腔球体，球壁上开有两个孔，其中一个孔为入射孔，另一个孔为放置光检测器的接收孔，经入射孔进入积分球检测器内部的入射光照射量子点样品，量子点样品吸收入射光并激发出激发光，激发光经过球壁内表面的漫反射涂层多次反射后，被光检测器接收，进而得到量子点样品的光转换效率。

然而，发明人经研究发现进入积分球检测器的入射光并没有被量子点样品全部吸收，未被吸收的入射光经球壁内表面的漫反射涂层多次反射后，会再次照射在量子点样品上，使得量子点样品再次激发出激发光，再次激发出的激发光也会经球壁内表面的漫反射涂层多次反射后，被光检测器接收，导致检测的量子点样品的光转换效率的检测精度低。为了解决上述问题，本发明提供了一种积分球检测器。

本发明实施例提供一种积分球检测器，积分球检测器通常用于测量光转换材料的转换效率，光转换材料例如可以为量子点。

如图1和图2所示，积分球检测器包括球状壳体10，具体示例中，球状壳体10包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体为半球形壳体，第一壳体和第二壳体安装在一起后，第一壳体和第二壳体围合形成有一个球形空腔。具体地，第一壳体的开口处设置有第一凸沿，第一凸沿上例如设置有卡口，第二壳体的开口处设置有第二凸沿，第二凸沿上例如设置有与卡口卡装的凸起，通过卡口和凸起的卡接，实现第一壳体和第二壳体安装在一起。其中，卡口形状和凸起的形状不做具体的限定，只要能够实现凸起安装在卡口中，保证第一壳体和第二壳体安装在一起即可。

球状壳体10的壳壁内表面设置有漫反射层。具体地，漫反射层的材料例如可以为硫酸钡、氟化镁或氧化镁。具体示例中，通过将氧化镁与胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在球状壳体10的壳壁内表面上，可以实现在球状壳体10的壳壁内表面设置漫反射层。同理，通过将硫酸钡与胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在球状壳体10的壳壁内表面上，同样可以实现在球状壳体10的壳壁内表面设置漫反射层。球状壳体10的壳壁内表面设置漫反射层能够使得进入球状壳体10内部的光在漫反射层上发生漫反射，也即，进入球状壳体10内部的光照射在漫反射层上后向各个方向发生反射。

在一个具体的实施例中，球状壳体10的壳壁内表面与理想球面之间的偏差小于球状壳体10的内径的0.1％，以保证积分球检测器测量的光转换材料的转换效率的检测效果更好。

如图1和图2所示，球状壳体10的壳壁设置有接收孔11、入射孔12和安装孔13，入射孔12的形状例如可以为圆孔，安装孔13的形状例如可以为圆孔，接收孔11的形状例如可以为圆孔。

如图1和图2所示，球状壳体10内设置有与入射孔12相对的样品检测台14，样品检测台14上设置有待检测的样品，待检测的样品为光转换材料，光转换材料例如可以为量子点，量子点吸收一定波长范围的光，激发出另一波长范围的光。具体地，在一个示例性实施例中，样品检测台14的一端设置在球状壳体10的壳壁内表面上，样品检测台14的另一端用于放置待检测的样品。样品检测台14具体例如包括板件，板件上搁置待检测的样品。

球状壳体10外设置有与入射孔12相对的光源，光源发出的入射光经入射孔12进入到球状壳体1内。具体示例中，光源例如可以为LED灯，LED灯可以选择为能够发出特定颜色光的LED灯，具体例如，LED灯可以选择为能够发出蓝光、绿光或红光的LED灯，对应地，光源为蓝光光源、绿光光源或红光光源。同理，光源例如可以为激光器，激光器可以选择为能发出特定颜色光的激光器，具体例如，激光器可以选择为能够发出蓝光、绿光或红光的激光器，对应地，光源为蓝光光源，绿光光源或红光光源。在一个具体的实施例中，待检测的样品为量子点，光源为蓝光光源，蓝光光源发出的蓝色光照射在量子点上，量子点激发出绿光。

如图1和图2所示，接收孔11内设置有光检测器20，光检测器20接收入射光照射到样品检测台14上的样品产生的激发光。光检测器20是一个接收光信号的元件，光检测器20接收光信号后，将光信号转变成电信号，然后再由电子线路进行放大，最后经由检测电路计算出原有光信号的参数。其中，将光信号转变成电信号的元件例如可以为光电二极管或电荷耦合器件(Charge-coupled device，简称为CCD)。光检测器20通常用于分析计算待检测的样品的光转换效率、以及激发光谱等参数。

如图1和图2所示，安装孔13位于样品检测台14的背离入射孔12的一侧，安装孔13内设置有选择性反射件30，选择性反射件30反射激发光，吸收照射到选择性反射件30上的入射光，入射光为光源发出的光。选择性反射件30吸收入射光例如可以为吸收照射在其上的全部入射光，也可以例如为吸收照射在其上的部分入射光，透射照射在其上的剩余部分入射光。

本发明实施例的积分球检测器中，光源发出的入射光经入射孔12照射到待检测的样品上后，一部分入射光被待检测的样品吸收，待检测的样品吸收这部分入射光后激发出激发光，激发光照射到漫反射层上发生漫反射，最终被光检测器20检测到；另一部分没有被待检测的样品吸收的入射光照射在选择性反射件30上，被选择性反射件30所吸收；值得说明的是，照射在选择性反射件30上的激发光通常发生反射后保留在球状壳体10的内部，进而在漫反射层上发生漫反射，最终被光检测器20检测到。

本发明实施例的积分球检测器，未被待检测的样品吸收的入射光，照射在选择性反射件30上后，被选择性反射件30所吸收，避免了未被待检测的样品吸收的入射光，照射在漫反射层上发生漫反射，进而再次照射到待检测的样品上，使得待检测的样品再次激发出激发光，保证光检测器20检测到的激发光为，进入球状壳体10内部的入射光直接照射在待检测的样品上激发出的激发光，不包括进入球状壳体10内部的入射光，照射在漫反射层上后发生漫反射后再次照射在待检测的样品上激发出的激发光，如此，使得检测的光转换效率的精度更高。

本发明的一个具体实施例中，安装孔13的数量为一个，安装孔13的中心线和入射孔12的中心线共线设置。在一个更具体的具体示例中，入射孔12的中心线、安装孔13的中心线和球状壳体10的几何中心位于同一直线上，也即，安装孔13和入射孔12位于球状壳体10的同一直径上。当然，在别的实施例中，安装孔13和入射孔12也可以不位于球状壳体10的同一直径上，此时，安装孔13的中心线和入射孔12的中心线依旧共线设置，但是，安装孔13的位置、入射孔12的位置以及球状壳体10的几何中心不在同一直线上，安装孔13、入射孔12以及球状壳体10的几何中心形成一个三角形。

本发明的另一个具体的实施例中，安装孔13的数量可以为多个，例如，安装孔13的数量为两个或三个，多个安装孔13安装在样品检测台14的背离入射孔12的一侧。可以更好地使得多个选择性反射件30反射激发光，吸收照射到选择性反射件30上的入射光。可以理解，安装孔13的数量为多个时，可以设置其中一个安装孔13的中心线和入射孔12的中心线共线设置。进一步地，可以设置入射孔12的中心线、其中一个安装孔13的中心线和球状壳体10的几何中心位于同一直线上。

如图1所示，在一个具体的实施例中，样品检测台14设置在球状壳体10的几何中心，球状壳体10的几何中心为球状壳体10的球心，样品检测台14与安装孔13的距离等于样品检测台14与入射孔12的距离。

如图2所示，在另一个具体的实施例中，样品检测台14靠近安装孔13设置，也即，样品检测台14与安装孔13的距离小于样品检测台14与入射孔12的距离。在上述具体的实施例的进一步具体的实施例中，样品检测台14与设置在安装孔13中的选择性反射件30接触设置。

选择性反射件30包括填充在安装孔13中的填充件以及设置于填充件上的至少一层涂层，涂层反射激发光，透射照射到选择性反射件30上的入射光。涂层反射激发光，透射照射到选择性反射件30上的入射光理解为，入射光照射在涂层上发生透射现象，部分入射光折射后从安装孔13传输到球状壳体10的外部，部分入射光被涂层所吸收。填充件的形状不做具体限定，只要填充件可以与安装孔13配合，且安装在安装孔13中即可。在一个具体的实施例中，安装孔13例如可以为圆孔，填充件例如可以为圆柱体，填充件安装在安装孔13中。

具体示例中，涂层的数量为多层，各层涂层具有不同的厚度和折射率。涂层的材料例如可以为氟化镁、氟化钙、氧化钛等，各层涂层的材料通常不相同，选择性反射件30中涂层的具体材料以及各层涂层之间的排布方式取决于选择性反射件30的反射光谱设计，反射光谱取决于待检测的样品。未被待检测的样品吸收的入射光照射在多层涂层上后，依次在各涂层上发生折射，经多次折射后从安装孔13折射到球状壳体10的外部，或经多次折射后被填充件吸收，而激发光照射在多层涂层上后发生反射，保留到球状壳体10的内部。

本发明实施例的积分球检测器，在一个具体示例中，选择性反射件30可拆卸的安装在安装孔13上，当从入射孔12进入球状壳体10内部的入射光的波长范围，以及待检测的样品激发发出的激发光的波长范围发生变换时，选择性反射件30也需要进行更换，以保证入射光经透射从安装孔13射到球状壳体10的外部，或经多次折射后被填充件吸收，且保证激发光经反射保留在球状壳体10的内部。

在一个具体的实施例中，安装孔13为设置有内螺纹的螺纹孔，填充件包括螺杆，螺杆上设置有与内螺纹配合的外螺纹，填充件螺纹连接于安装孔13内。当然，内螺纹的参数和外螺纹的参数不做具体限制，只要可以保证填充件能够设置在安装孔13中即可，内螺纹的参数和外螺纹的参数例如为螺距、螺纹升角、导程等。

在另一个具体的实施例中，安装孔13的孔壁上没有设置内螺纹，填充件包括一个柱体，柱体插装在安装孔13中，更具体地，安装孔13为圆孔，柱体为圆柱，圆柱插接在圆孔中。

本发明实施例的积分球检测器，在球状壳体10的壳壁内表面设置漫反射层，在球状壳体10的壳壁上设置接收孔11、入射孔12和安装孔13，在球状壳体10外设置有与入射孔12相对的光源，光源发出的入射光经入射孔12进入球状壳体10的内部，球状壳体10内设置有与入射孔12相对的样品检测台14，样品检测台14上放置待检测的样品，进入球状壳体10的入射光，照射到样品检测台14上的待检测的样品，待检测的样品吸收入射光后激发出激发光，激发光在漫反射层上发生漫反射，最终被设置在接收孔12上的光检测器20检测到。安装孔13位于样品检测台14的背离入射孔12的一侧，球状壳体10的安装孔13上设置有选择性反射件30，安装孔13与入射孔12相对设置，从入射孔12中入射到球状壳体10内部的入射光照射到待检测的样品上后，部分入射光被待检测的样品所吸收，部分入射光没有被待检测的样品吸收，而没有被入射光所吸收的入射光照射到选择性反射件30上后，发生透射从安装孔13射到球状壳体10的外部，或被选择性反射件30吸收，没有被待检测的样品吸收的入射光不会在漫反射层上发生漫反射，也就不会再次照射待检测的样品而再次激发出激发光，因而，光检测器20检测到的激发光只包括从入射孔12进入球状壳体10的内部，且不经过漫反射后直接照射在待检测的样品上所激发出的激发光，如此，本发明实施例的积分球检测器，检测到的待检测样品的光转换精度准确性更高。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种积分球检测器，其特征在于，包括球状壳体，所述球状壳体的壳壁内表面设置有漫反射层，所述壳壁设置有接收孔、入射孔和安装孔；

所述球状壳体内设置有与所述入射孔相对的样品检测台，所述球状壳体外设置有与所述入射孔相对的光源，所述光源发出的入射光经所述入射孔进入到所述球状壳体内；

所述接收孔内设置有光检测器，所述光检测器接收所述入射光照射到所述样品检测台上的样品产生的激发光；

所述安装孔位于所述样品检测台的背离所述入射孔的一侧，所述安装孔内设置有选择性反射件，所述选择性反射件反射所述激发光，吸收照射到所述选择性反射件上的入射光。

2.根据权利要求1所述的积分球检测器，其特征在于，所述样品检测台设置在所述壳体的几何中心。

3.根据权利要求1所述的积分球检测器，其特征在于，所述样品检测台靠近所述安装孔设置。

4.根据权利要求1所述的积分球检测器，其特征在于，所述安装孔的中心线和所述入射孔的中心线共线设置；优选地，所述入射孔的中心线、所述安装孔的中心线和所述壳体的几何中心位于同一直线上。

5.根据权利要求1所述的积分球检测器，其特征在于，所述选择性反射件包括填充在所述安装孔中的填充件，以及设置于所述填充件上的至少一层涂层，所述涂层反射所述激发光，透射照射到所述选择性反射件上的入射光。

6.根据权利要求5所述的积分球检测器，其特征在于，所述涂层的数量为多层，各层涂层具有不同的厚度和折射率。

7.根据权利要求5所述的积分球检测器，其特征在于，所述涂层的材料为氟化镁、氟化钙或氧化钛。

8.根据权利要求5所述的积分球检测器，其特征在于，所述填充件螺纹连接于所述安装孔内。

9.根据权利要求1-8任一项所述的积分球检测器，其特征在于，所述漫反射层的材料为硫酸钡、氟化镁或氧化镁。

10.根据权利要求1-8任一项所述的积分球检测器，其特征在于，所述球状壳体的壳壁内表面与理想球面之间的偏差小于所述球状壳体的内径的0.1％。

Images