CN1328580C - 荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及其装置，其是在传统的荧光光谱仪外设置一X-Y二维移动平台，将平行合成的组合试样库放置在X-Y二维移动平台上，将一组传输激发光光纤和一组接收发射光光纤分别从传统荧光光谱仪中引出并集中在一根光纤管内，通过其中一组光纤向试样导入激发光的同时，通过另一组光纤接收试样的发射光，以在荧光光谱仪中测试出试样的发光强度以及激发光谱和发射光谱；当一个试样测试完成后，光纤管不动，通过X-Y二维移动平台的移动，使组合试样库的下一个试样移至光纤管的测试位置，继续测试。本发明可以广泛用于各种发光材料的测试中，特别是在平行合成的组合试样库的测试中，操作更加方便快捷。

Description

荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置
技术领域
本发明涉及一种发光材料的测试方法及装置，特别是关于荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置。
背景技术
组合化学是近年发展起来的一种新兴的化学合成和制备方法。利用组合化学技术研究发光材料，是采用平行合成的方法制备材料试样库，即在相同环境条件下将相互之间成分不同的材料阵列一次制备在一个基板上形成的试样库。对于这种组合试样库中各试样发光性能的测试和评价也需要在同等环境条件下进行，即平行测试。然而，传统的荧光光谱仪(如图1所示)，其试样室中每次只能对一种发光材料的发光性能进行测试，而不能将试样库整体放入试样室进行平行测试。这种新兴的样品制备技术与传统设备之间的矛盾，制约了组合化学方法在荧光材料研究方面的应用，也是固体材料组合化学领域急待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置，本发明的方法和装置与传统荧光光谱仪结合不但可以实现对试样库发光强度的平行测试，而且可以测试试样的光谱特性。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法，其特征在于：在传统的荧光光谱仪外设置一X-Y二维移动平台，将平行合成的组合试样库放置在X-Y二维移动平台上，将一组传输激发光光纤和一组接收发射光光纤分别从传统荧光光谱仪中引出并集中在一根光纤管内，通过其中一组光纤向试样导入激发光的同时，通过另一组光纤接收试样的发射光，以在荧光光谱仪中测试出试样的发光强度、激发光谱和发射光谱；当一个试样测试完成后，光纤管不动，通过X-Y二维移动平台的移动，使组合试样库的下一个试样移至光纤管的测试位置，继续测试。
一种荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试装置，其特征在于它包括：一光学平板；一通过计算机程序控制的X-Y二维移动平台，其设置在所述光学平板上；一平行合成有组合试样库的基板，其设置在所述二维移动平台上；一升降支架，其设置在所述光学平板上；一光纤支架，其固定在荧光光谱仪的试样室内，所述光纤支架上交叉设置有两通孔；一组传输激发光光纤，其接收端对准所述荧光光谱仪的激发单色器光线出口，固定在所述光纤支架的一通孔内；一组接收发射光光纤，其发射端对准所述荧光光谱仪的发射单色器光线入口，固定在所述光纤支架的另一通孔内；一光纤管，其设置在所述升降支架上，所述两组光纤的另一端集束在所述光纤管内，所述光纤管的端部对准所述基板上的试样。
所述两组光纤相互交错排列在所述光纤管内。
所述传输激发光光纤包括九根光纤，所述接收发射光光纤包括十根光纤，所述两组光纤的截面呈正六边形均布在所述光纤管内。
均布在所述光纤管内的所述两组光纤排列顺序为第一排为三根传输激发光光纤，第二排为四根接收发射光光纤，第三排第一、三、五位置各为一根传输激发光光纤，第二、四位置各为一根接收发射光光纤，第四排为四根接收发射光光纤，第五排为三根传输激发光光纤。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明方法将两组分别从传统荧光光谱仪中引出的光纤集中在一根光纤管内，在一组光纤向试样导入激发光的同时，另一组光纤接收试样的发射光，从而在外设试样库的情况下通过传统的荧光光谱仪实现了对试样库的测试。2、本发明方法由于采取光纤管不动，试样库随X-Y二维移动平台移动的方式，因此可以有效地保证测试环境条件的一致性，实现了对试样库各种发光性能的平行检测。3、本发明装置中由于采用成熟技术的X-Y二维移动平台，因此在使用时只需根据试样库试样阵列的间距，确定二维移动步长，便可以通过计算机程序控制二维步进电机控制器，自动实现准确的位移，操作非常方便。4、本发明将荧光光谱仪的两组光纤相互交错排列，可以有效地保证信号的发射和接收效果，特别是两组光纤的数量采用7根、19根、37根等光纤最紧密的排列方式，效果更好。本发明方法和装置巧妙地将传统设备与新技术制作的试样库结合起来，测试结果科学准确，操作过程快捷方便，它可以广泛用于各种发光材料的发光性能测试中。
附图说明
图1是传统荧光光谱仪测试原理示意图
图2是本发明组合试样库发光性能测试原理示意图
图3是本发明结构示意图
图4是本发明光纤支架结构示意图
图5是图4的俯视示意图
图6是本发明两组光纤集合于一根光纤管示意图
图7是本发明两组光纤在光纤管中排列示意图
具体实施方式
如图1所示，传统的荧光光谱仪测试时，以氙灯为激发光源，氙灯发出的连续光谱经激发单色器分光获得激发单色光，试样室内的试样在激发单色光的激发下产生荧光发射，发射的荧光经发射单色器分光后进入光电倍增管将信号放大，并通过数模转换器A/D送入光谱仪的数据处理系统，MPU为微处理器，RAM为随机存储器，ROM为只读存储器。该系统与普通个人计算机PC联机工作，一次测试可以获得一个试样的发光强度以及激发光谱和发射光谱。
如图2所示，本发明方法是在传统的荧光光谱仪测试方法的基础上进行的改进。本发明方法是：平行合成的组合试样库放置在一个X-Y二维移动平台上，将一组传输激发光光纤和一组接收发射光光纤分别从传统荧光光谱仪中引出并集中在一根光纤管内，通过其中一组光纤管向试样导入激发光的同时，通过另一组光纤管接收试样的发射光，以在荧光光谱仪中测试出试样的发光强度以及激发光谱和发射光谱；当一个试样测试完成后，光纤管不动，通过X-Y二维移动平台的移动，使组合试样库的下一个试样移至光纤管的测试位置，继续测试，直至测试完试样库中的每一个试样。
如图3所示，本发明装置包括从市场上购买的一张光学平板1，在光学平台1上安装同样是从市场上购买的通过计算机程序控制的一组X-Y二维移动平台2，X-Y二维移动平台2由两个一维平移台组成。在二维移动平台2上安装有平行合成组合试样库的基板3，在光学平板1上安装一升降支架4，在荧光光谱仪的试样室内安装一光纤支架5(如图2、图4、图5所示)，在光纤支架5上设置有两相互垂直的通孔6、7。如图2、图6所示，一组传输激发光光纤8，其接收端对准荧光光谱仪的激发单色器光线出口，插设在光纤支架5的通孔6中。一组接收发射光光纤9，其发射端对准荧光光谱仪的发射单色器光线入口，固定在光纤支架5的通孔7中。将两组光纤8、9的集束在一光纤管10中，且两组光纤8、9的端部与光纤管10的端部平齐，将光纤管10固定在升降支架4上，光纤管10的端部尽量靠近试样库基板3上的试样11，但不要碰到试样11，距离在2mm左右为宜。
上述装置中，两组光纤8、9中各组的数量可以根据试样11的大小等确定，如果两组全部光纤的数量为是七根、十九根、三十七根等时，可以排列出最紧密的光纤结构，从而最大程度上保证传输信号的强度。两组光纤8、9可以采取各种方式排列在光纤管10内，比如：将传输激发光光纤8和接收发射光光纤9各占一半排列在光纤管10内。又比如：将两组光纤8、9相互交错均布在光纤管10内，这种方式更佳。当传输激发光光纤8选择九根，接收发射光光纤9选择十根时(如图7所示)，其排布可以如下：第一排三根传输激发光光纤8，第二排为四根接收发射光光纤9，第三排为第一、三、五为传输激发光光纤8，第二、四为接收发射光光纤9，第三排是四根接收发射光光纤9，第五排是三根传输激发光光纤8。光纤的数量和排布方式都是可以变化的。
本发明操作时，首先根据试样库阵列的间距，确定二维移动步长，向计算机软件输入参数，然后启动荧光光谱仪，开始对试样库基板3上的试样11进行在光谱范围为200nm～900nm的激发光谱和发射光谱的测试。一个试样11测试完成后，设置在升降支架4上的光纤管10不动，通过计算机程序12控制二维步进电机控制器13启动步进电机，移动承载有试样库基板3的二维移动平台2，使下一个试样11自动移动到光纤管10的测试位置，进行测试。如此往复，直至完成试样库基板3上全部试样11的光谱测试。

Claims (5)

1、一种荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法，其特征在于：在传统的荧光光谱仪外设置一X-Y二维移动平台，将平行合成的组合试样库放置在X-Y二维移动平台上，将一组传输激发光光纤和一组接收发射光光纤分别从传统荧光光谱仪中引出并集中在一根光纤管内，通过其中一组光纤向试样导入激发光的同时，通过另一组光纤接收试样的发射光，以在荧光光谱仪中测试出试样的发光强度、激发光谱和发射光谱；当一个试样测试完成后，光纤管不动，通过X-Y二维移动平台的移动，使组合试样库的下一个试样移至光纤管的测试位置，继续测试。
2、一种荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试装置，其特征在于它包括：
一光学平板；
一通过计算机程序控制的X-Y二维移动平台，其设置在所述光学平板上；
一平行合成有组合试样库的基板，其设置在所述二维移动平台上；
一升降支架，其设置在所述光学平板上；
一光纤支架，其固定在荧光光谱仪的试样室内，所述光纤支架上交叉设置有两通孔；
一组传输激发光光纤，其接收端对准所述荧光光谱仪的激发单色器光线出口，固定在所述光纤支架的一通孔内；
一组接收发射光光纤，其发射端对准所述荧光光谱仪的发射单色器光线入口，固定在所述光纤支架的另一通孔内；
一光纤管，其设置在所述升降支架上，所述两组光纤的另一端集束在所述光纤管内，所述光纤管的端部对准所述基板上的试样。
3、如权利要求2所述的荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试装置，其特征在于：所述两组光纤相互交错排列在所述光纤管内。
4、如权利要求2或3所述的荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试装置，其特征在于：所述传输激发光光纤包括九根光纤，所述接收发射光光纤包括十根光纤，所述两组光纤的截面呈正六边形均布在所述光纤管内。
5、如权利要求4所述的荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试装置，其特征在于：均布在所述光纤管内的所述两组光纤排列顺序为第一排为三根传输激发光光纤，第二排为四根接收发射光光纤，第三排第一、三、五位置各为一根传输激发光光纤，第二、四位置各为一根接收发射光光纤，第四排为四根接收发射光光纤，第五排为三根传输激发光光纤。
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