CN212321045U - 一种瞬态电致发光检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种瞬态电致发光检测装置，包括：发光器件，脉冲电源、信号记录仪及信号显示器，所述脉冲电源分别与发光器件、信号记录仪及信号显示器连接，所述信号记录仪还分别与发光器件及信号显示器连接。本装置具有非常低的背景信号，与已有的技术相比，更善于探测弱光信号。

Description

一种瞬态电致发光检测装置

技术领域

本实用新型涉及光电器件检测领域，具体涉及一种瞬态电致发光检测装置。

背景技术

电致发光器件是指将电能转化为光能的功能器件，在外加电压作用下，电流流过器件并产生光辐射。发光器件的光色、效率和寿命等性能与器件的工作原理息息相关，测试器件的瞬态电致发光曲线和时间分辨光谱是表征和研究器件原理的基础。现有的测试技术和仪器装置主要分为两类，一类是采用光电倍增管将发光强度转化为电信号，随后用示波器监测光电压信号；一类是采用高速CCD相机，采集不同时间的发光强度，这两种方法有如下问题：

(1)灵敏度低。采用光电倍增管配合示波器采集光信号，需要将电流转化为电压信号。为减少取样电阻对信号的干扰，跨阻放大器的取样电阻需要设置较小的电阻。而当光信号较小时，光电压信号小于示波器的检测限，检测不到信号，需要足够强的光信号才能检测到；

(2)背景噪音信号大。CCD相机和光电倍增管的高压电路都具有较大的背景噪音信号，淹没信号的同时，降低了灵敏度。

(3)信噪比低。采用信号放大器能同时提高背景和信号强度，导致较低的信噪比，理论上无法进一步提高。

因此，瞬态电致发光测试需要寻找一种更科学更合理的方案，提高测试的灵敏度、抑制噪音信号。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种瞬态电致发光检测装置，本实用新型采用单光子计数技术探测电致发光信号，可以对瞬态电致发光信号进行精确的检测。

本实用新型采用如下技术方案：

一种瞬态电致发光检测装置，包括：

发光器件，

用于产生脉冲电压激励发光器件工作，定义光信号测试时间零点的脉冲电源；

分别与发光器件及脉冲电源连接，根据单光子计数原理记录光信号的信号记录仪；

分别与脉冲电源及信号记录仪连接，用于显示脉冲信号及发光器件的检测结果的信号显示器。

优选的，还包括信号同步器，分别与脉冲电源及信号记录仪连接，用于接收转换脉冲电源的同步信号格式，使脉冲电源与信号记录仪同步工作；

优选的，还包括分光系统，所述分光系统分别与发光器件及信号记录仪连接。

优选的，所述信号显示器为电脑显示器。

优选的，所述信号记录仪为光电倍增管或雪崩二极管。

优选的，所述单光子计数的停止条件设置为1000光子数。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型采用信号记录仪记录光信号，具有单光子级别的灵敏度，与已有的技术相比，更善于探测弱光信号；

(2)本实用新型所采用检测装置具有非常低的背景信号；

(3)本实用新型所采用的检测装置具有非常高的信噪比，实际信噪比与检测时间成正比，优于现有的检测方法。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的测试结果；

图3是本实用新型实施例2的测试结果；

图4是本实用新型实施例3的测试结果。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

一种瞬态电致发光检测装置，利用单光子技术探测电致发光信号的信号记录仪，可以对瞬态电致发光信号进行精确的检测，具体包括：

发光器件具体为有机发光二极管；

脉冲电源，优选高速脉冲电源，与发光器件连接，用于产生脉冲电压激励发光器件工作，并且定义光信号测试试件零点。脉冲电源是指可产生脉冲电压或电流的源表，脉冲强度、脉宽和展宽比可调节，可激发发光器件工作。

信号记录仪，是指将光信号处理为电信号并整理识别的装置，所述信号记录仪与发光器件连接，通过单光子计数原理识别单光子信号并记录光子数-时序信息。其中光信号转化为电信号的元件为光电倍增管(PMT)或者雪崩二极管。

信号显示器具体是指电脑显示器，可实时读取光子数-时序信息并显示，分别与脉冲电源及信号记录仪连接。

为了使脉冲电源与信号记录仪的触发信号格式一致，本实施例还包括信号同步装置，可将不同触发信号相互转换，例如可实现TTL信号和NIM信号相互转换，实现ECT信号和TTL信号的相互转化，可实现ECT信号和NIM信号相互转换。

当需要波长分辨时，本实施例还包括分光系统，所述分光系统的输入端与发光器件连接，其输出端与信号记录仪连接，是指将多个波长的光分成单色光的装置，具体可以是单色仪。

如图1所示，具体的连接方式为：

高速脉冲电源、信号同步器及信号记录仪依次连接，所述高速脉冲电源激励发光器件工作，发光器件的发光与分光系统连接，分光系统的另一端与信号记录仪连接，所述信号显示器分别与高速脉冲电源及信号记录仪连接。

如图2所示，对一种有机发光二极管进行发光检测，脉冲电源设置为1us 脉宽，20us周期，停止条件设置为1000光子数，脉冲强度设置为3.5V，测试瞬态电致发光光谱，得到结果如图2所示。

如图3所示，针对一种有机发光二极管进行发光检测，脉冲电源设置为5us 脉宽，20us周期，停止条件设置为1000光子数，脉冲强度设置为3.6、4、4.6、 5、5.4、6、6.4、7、7.4和8V，测试瞬态电致发光光谱，得到结果如图3所示。本示例测试了不同电压下的数据，可判断器件开始亮的时间与外加电压的关系，如图3所示

如图4所示，针对一种有机发光二极管进行发光检测，脉冲电源设置为2us 脉宽，100us周期，停止条件设置为1000光子数，脉冲强度设置为5V，测试时间分辨电致发光光谱，结果如图4所示。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种瞬态电致发光检测装置，其特征在于，包括：

发光器件，

用于产生脉冲电压激励发光器件工作，定义光信号测试时间零点的脉冲电源；

分别与发光器件及脉冲电源连接，根据单光子计数原理记录光信号的信号记录仪；

分别与脉冲电源及信号记录仪连接，用于显示脉冲信号及发光器件的检测结果的信号显示器。

2.根据权利要求1所述的一种瞬态电致发光检测装置，其特征在于，还包括信号同步器，分别与脉冲电源及信号记录仪连接。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种瞬态电致发光检测装置，其特征在于，还包括分光系统，所述分光系统分别与发光器件及信号记录仪连接。

4.根据权利要求1所述的一种瞬态电致发光检测装置，其特征在于，所述信号显示器为电脑显示器。

5.根据权利要求1所述的一种瞬态电致发光检测装置，其特征在于，所述信号记录仪为光电倍增管或雪崩二极管。

6.根据权利要求1所述的一种瞬态电致发光检测装置，其特征在于，所述单光子计数的停止条件设置为1000光子数。

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