RU103921U1 - SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS) - Google Patents

SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS) Download PDF

Info

Publication number
RU103921U1
RU103921U1 RU2010132188/28U RU2010132188U RU103921U1 RU 103921 U1 RU103921 U1 RU 103921U1 RU 2010132188/28 U RU2010132188/28 U RU 2010132188/28U RU 2010132188 U RU2010132188 U RU 2010132188U RU 103921 U1 RU103921 U1 RU 103921U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monochromator
laser
mirror
holder
filter wheel
Prior art date
Application number
RU2010132188/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Антонович Галиевский
Александр Сергеевич Сташевский
Михаил Викторович Бельков
Борис Михайлович Джагаров
Виталий Владимирович Киселёв
Александр Иларионович Шабусов
Original Assignee
Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" filed Critical Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси"
Priority to RU2010132188/28U priority Critical patent/RU103921U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU103921U1 publication Critical patent/RU103921U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

1. Система для определения спектральных и кинетических характеристик люминесценции в видимом и ближнем ИК-диапазонах, включающая лазер, держатель, светосильную оптическую систему, монохроматор с компенсацией астигматизма, оснащенный 4-х позиционной турелью для автоматической смены дифракционных решеток, автоматизированное фильтровое колесо с широкополосными светофильтрами перед входной щелью монохроматора, первый фотоэлектронный умножитель для ближнего ИК-диапазона и второй - для видимого и края ближнего ИК-диапазона, охлаждаемых термоэлектрически, два коллимирующих объектива между выходными щелями монохроматора и двумя фотоэлектронными умножителями, многоканальный временной анализатор, два усилителя передают усиленный сигнал от соответствующего фотоэлектронного умножителя на многоканальный временной анализатор, и управление основными блоками осуществлено с помощью персонального компьютера, отличающаяся тем, что излучение люминесценции собирается светосильной оптической системой, состоящей из объектива и сферического зеркала, передаваемый объективом свет падает на первое оборачивающее зеркало под углом 45° и затем отражается под углом в 45°, попадая на расположенное рядом второе оборачивающее зеркало, первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало установлены для поворота изображения горизонтальной светящейся области внутри кюветы на 90° и проецирования его на вертикальную входную щель монохроматора, в 4-х позиционную турель монохроматора установлены четыре дифракционные решетки, держатель оборудован магнитной мешалкой и установлен так, что кювета с образцом помещена в о 1. A system for determining the spectral and kinetic characteristics of luminescence in the visible and near infrared ranges, including a laser, holder, fast optical system, a monochromator with astigmatism compensation, equipped with a 4-position turret for automatic change of diffraction gratings, an automated filter wheel with broadband light filters in front of the entrance slit of the monochromator, the first photomultiplier for the near infrared and the second for the visible and near-infrared, cooled by rmoelectrically, two collimating lenses between the output slots of the monochromator and two photoelectronic multipliers, a multi-channel time analyzer, two amplifiers transmit the amplified signal from the corresponding photoelectronic multiplier to a multi-channel time analyzer, and the main units are controlled by a personal computer, characterized in that the luminescence radiation is collected at high aperture optical system consisting of a lens and a spherical mirror transmitted by the lens t falls on the first turning mirror at an angle of 45 ° and then is reflected at an angle of 45 °, hitting a nearby second turning mirror, the first turning mirror and the second turning mirror are set to rotate the image of the horizontal luminous region inside the cuvette by 90 ° and project it onto vertical entrance slit of the monochromator; four diffraction gratings are installed in the 4-position turret of the monochromator; the holder is equipped with a magnetic stirrer and installed so that the cell with the sample is placed in

Description

Полезная модель относится к области техники для спектроскопии и может использоваться при исследовании с наносекундным временным разрешением люминесценции в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра.The utility model relates to the field of technology for spectroscopy and can be used in studies with nanosecond time resolution of luminescence in the visible and near infrared spectral ranges.

Исследование кинетических сигналов разгорания и затухания люминесценции является одним из основных методов изучения свойств молекул в возбужденных состояниях. Он позволяет получить информацию о путях и эффективностях внутримолекулярного преобразования энергии фотовозбуждения, межмолекулярных процессах переноса энергии и заряда, о структурных перестройках и других реакциях с участием возбужденных электронных состояний. В последние годы задача изучения динамики свечения в ближнем ИК-диапазоне спектра стала особенно актуальной в связи с появлением новых лекарственных препаратов-сенсибилизаторов для фото динамической терапии, образующих при освещении синглетный кислород 1O2, а также с разработкой биологических меток на основе редкоземельных элементов и наноразмерных полупроводниковых частиц (квантовых точек).The study of the kinetic signals of the acceleration and decay of luminescence is one of the main methods for studying the properties of molecules in excited states. It provides information on the ways and efficiencies of intramolecular conversion of photoexcitation energy, intermolecular processes of energy and charge transfer, structural changes and other reactions involving excited electronic states. In recent years, the task of studying the dynamics of luminescence in the near-IR spectral range has become especially urgent in connection with the advent of new drugs-sensitizers for photo-dynamic therapy, which form singlet oxygen 1 O 2 when illuminated, as well as with the development of biological labels based on rare-earth elements and nanoscale semiconductor particles (quantum dots).

Известна система для регистрации спектров и кинетик люминесценции [1], в которой источником возбуждения служит лазер на красителе, накачиваемый эксимерным лазером. Между стандартным держателем для кювет размером 10×10 мм и лазером помещена фокусирующая линза. Перед входной щелью монохроматора установлен широкополосный светофильтр вместе с фокусирующей линзой. Поток света выделенного монохроматором спектрального диапазона через объектив подается на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) R5509 (Hamamatsu). Часть возбуждающего образец потока фотонов направляется на фотодиод, запускающий многоканальный временной анализатор (MBA) MSA 200 (Becker and Hickl), на который поступает усиленный сигнал от ФЭУ.A known system for recording the spectra and kinetics of luminescence [1], in which the excitation source is a dye laser pumped by an excimer laser. A focusing lens is placed between a standard 10 × 10 mm cuvette holder and a laser. In front of the entrance slit of the monochromator, a wide-band filter with a focusing lens is installed. The light flux allocated by the monochromator of the spectral range through the lens is fed to a photomultiplier tube (PMT) R5509 (Hamamatsu). Part of the photon flux exciting the sample is directed to the photodiode, which starts the MSA 200 multichannel time analyzer (MBA) (Becker and Hickl), which receives the amplified signal from the PMT.

В известной системе для охлаждения ФЭУ требуется жидкий азот, что весьма трудоемко. Временное разрешение используемого MBA составляет только 5 нс. Для минимизации световых потерь на входной щели монохроматора исследуемый раствор возбуждается через полированное донышко кюветы, что делает невозможным перемешивание образца стандартными способами и опасно для глаз с точки зрения техники безопасности.In the known system for cooling the PMT, liquid nitrogen is required, which is very laborious. The temporal resolution of the MBA used is only 5 ns. To minimize light losses at the entrance slit of the monochromator, the test solution is excited through the polished bottom of the cuvette, which makes it impossible to mix the sample using standard methods and is dangerous for the eyes from the point of view of safety.

Известна установка для регистрации кинетик люминесценции [2]. Как и в системе [1] источником возбуждения служит лазер на красителе, но накачивается он твердотельным Nd3+-YAG лазером. Держатель для кювет размером 10×10 мм оборудован мешалкой. Сбор света осуществляется перпендикулярно направлению возбуждающего луча. С противоположной стороны от кюветы установлено сферическое зеркало, увеличивающее количество фиксируемого света. Затем через линзу и один из нескольких интерференционных светофильтров люминесценция передается для регистрации на ФЭУ Н10330-45 (Hamamatsu). Для получения кинетики люминесценции используют МВА, который запускается через фотодиод частью светового потока, идущего на возбуждение образца.A known installation for recording the kinetics of luminescence [2]. As in system [1], the dye laser serves as the excitation source, but it is pumped by a solid-state Nd 3+ -YAG laser. The holder for ditches 10 × 10 mm in size is equipped with a mixer. The collection of light is perpendicular to the direction of the exciting beam. A spherical mirror is installed on the opposite side of the cell, increasing the amount of fixed light. Then, through a lens and one of several interference filters, luminescence is transmitted for registration to a PMT N10330-45 (Hamamatsu). To obtain the luminescence kinetics, an MBA is used, which is triggered through the photodiode by a part of the light flux going to excite the sample.

Однако отсутствие спектрального разрешения и относительно небольшой временной диапазон системы регистрации (от 20 нс до 82 мкс) ограничивают область применения данной установки.However, the lack of spectral resolution and the relatively small time range of the recording system (from 20 ns to 82 μs) limit the scope of this setup.

Наиболее близкой по технической сущности является система, описанная в работе [3]. В ней образцы возбуждаются тверд отельным лазером с диодной накачкой. Кювета размером 10×10 мм с исследуемым раствором помещается в держатель. Используется фокусирующая линза для увеличения плотности мощности возбуждающего луча. Сбор люминесценции осуществляется под углом 90° к направлению возбуждающего луча. С помощью системы линз и через поляризатор свечение передается на входную щель монохроматора, в котором оно последовательно отражается от двух дифракционных решеток. Для отсечения фонового излучения ИК-диапазона от источника возбуждения между лазером и кюветой помещается специальный светофильтр. Также перед входной щелью монохроматора может устанавливаться светофильтр, не пропускающий видимое излучение. В монохроматоре предусмотрены два выхода: для одного ФЭУ, чувствительного в видимом, и второго - работающего в ИК-диапазоне. В качестве последнего используется ФЭУ Н9170-45 (Hamamatsu). Электронный сигнал от ФЭУ передается на МВА MSA300 (Becker and Hickl) или Nanoharp250 (PicoQuant), встраиваемые в компьютер. Запуск МВА производится синхронно с импульсом возбуждения.The closest in technical essence is the system described in [3]. In it, samples are excited by a solid-state diode-pumped laser. A 10 × 10 mm cuvette with the test solution is placed in the holder. A focusing lens is used to increase the power density of the exciting beam. The collection of luminescence is carried out at an angle of 90 ° to the direction of the exciting beam. Using a lens system and through a polarizer, the glow is transmitted to the entrance slit of the monochromator, in which it is successively reflected from two diffraction gratings. To cut off the background radiation of the infrared range from the excitation source, a special filter is placed between the laser and the cell. Also, in front of the entrance slit of the monochromator, a filter can be installed that does not transmit visible radiation. The monochromator has two outputs: for one PMT, sensitive in the visible, and the second - operating in the infrared range. As the latter, a PMT N9170-45 (Hamamatsu) is used. The electronic signal from the PMT is transmitted to the MBA MSA300 (Becker and Hickl) or Nanoharp250 (PicoQuant), embedded in the computer. The MBA is launched synchronously with the excitation pulse.

В известной установке функция отклика системы регистрации равна 7 нс, чего не достаточно для исследования свечения флуоресценции, длительность которого может составлять единицы наносекунд. При исследовании биологических объектов, в частности, суспензий клеток необходимо их перемешивание, чтобы избежать фоторазрушения, тем не менее, в данной системе не реализована возможность перемешивать образцы.In the known setup, the response function of the registration system is 7 ns, which is not enough to study the fluorescence fluorescence, the duration of which can be several nanoseconds. In the study of biological objects, in particular, cell suspensions, their mixing is necessary to avoid photo-destruction, however, the system does not realize the ability to mix samples.

В работе установок [1-3] используют метод счета фотонов, главным достоинством которого является увеличение точности с увеличением времени накопления сигнала. В инфракрасной области зачастую сигналы очень слабы, что требует существенного времени на измерение, за которое может измениться как интенсивность источника возбуждения, так и разрушится или претерпеть химическое превращение сам исследуемый образец. Поэтому очевидным видится использование компонент, отслеживающих возможные изменения, чего не делают ни в одной из упомянутых систем.The setups [1-3] use the photon counting method, the main advantage of which is the increase in accuracy with increasing signal accumulation time. In the infrared region, the signals are often very weak, which requires significant time for measurement, during which both the intensity of the excitation source can change, and the sample under investigation can be destroyed or undergo a chemical transformation. Therefore, the use of components that track possible changes is seen as obvious, which is not done in any of the mentioned systems.

Техническая задача - увеличение достоверности при характеристике веществ путем повышения чувствительности и быстродействия известных схем регистрации и расширения их функциональных возможностей и информативности.The technical problem is to increase the reliability in the characterization of substances by increasing the sensitivity and speed of known registration schemes and expanding their functionality and information content.

Система для определения спектральных и кинетических характеристик люминесценции в видимом и ближнем ИК-диапазонах, включающая лазер, держатель, светосильную оптическую систему, монохроматор с компенсацией астигматизма, оснащенный 4-х позиционной турелью для автоматической смены дифракционных решеток, автоматизированное фильтровое колесо с широкополосными светофильтрами перед входной щелью монохроматора, первый фотоэлектронный умножитель для ближнего ИК-диапазона и второй - для видимого и края ближнего ИК-диапазона, охлаждаемых термоэлектрически, два коллимирующих объектива между выходными щелями монохроматора и двумя фотоэлектронными умножителями, многоканальный временной анализатор, два усилителя передают усиленный сигнал от соответствующего фотоэлектронного умножителя на многоканальный временной анализатор, и управление основными блоками осуществлено с помощью персонального компьютера. Держатель оборудован магнитной мешалкой и установлен так, что кювета с образцом помещена в общий фокус объектива и сферического зеркала. Между лазером и держателем расположено фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами. Фотодиод запуска расположен между лазером и фильтровым колесом с нейтральными фильтрами, фотодиод пропускания расположен на одной прямой с лазером и кюветой с образцом позади кюветы. Полупрозрачная пластинка расположена под углом 135° к возбуждающему лучу между кюветой и лазером и направляет часть излучения на фотодиод запуска. Плоскость поляризации возбуждающего луча отклонена на 35° от вертикали. Оптическая система включает объектив и сферическое зеркало, которое установлено с противоположной стороны от объектива, первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало установлены для поворота изображения горизонтальной светящейся области внутри кюветы на 90° и проецирования его на вертикальную входную щель монохроматора. В 4-х позиционную турель монохроматора установлены четыре дифракционные решетки.A system for determining the spectral and kinetic characteristics of luminescence in the visible and near infrared ranges, including a laser, holder, fast optical system, a monochromator with astigmatism compensation, equipped with a 4-position turret for automatic change of diffraction gratings, an automated filter wheel with wide-band filters in front of the input monochromator slit, the first photomultiplier for the near infrared and the second for the visible and near-infrared, cooled moelectrically, two collimating lenses between the output slots of the monochromator and two photoelectronic multipliers, a multi-channel time analyzer, two amplifiers transmit the amplified signal from the corresponding photoelectronic multiplier to a multi-channel time analyzer, and the main units are controlled using a personal computer. The holder is equipped with a magnetic stirrer and mounted so that the sample cell is placed in the common focus of the lens and the spherical mirror. A filter wheel with neutral filters is located between the laser and the holder. The trigger photodiode is located between the laser and the filter wheel with neutral filters, the transmission photodiode is located on one straight line with the laser and the cell with the sample behind the cell. A translucent plate is located at an angle of 135 ° to the exciting beam between the cell and the laser and directs part of the radiation to the trigger photodiode. The plane of polarization of the exciting beam is deflected 35 ° from the vertical. The optical system includes a lens and a spherical mirror, which is mounted on the opposite side of the lens, the first wrapping mirror and the second wrapping mirror are installed to rotate the image of the horizontal luminous region inside the cuvette by 90 ° and project it onto the vertical entrance slit of the monochromator. Four diffraction gratings are installed in a 4-position turret of the monochromator.

Держатель помещен в теплоизолирующий кварцевый сосуд Дьюара, снабжен системой терморегуляции, выполнен из металла с высокой теплопроводностью. Фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами содержит шесть нейтральных фильтров с пропусканием от 1 до 50% и является программно-управляемым. Первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало выполнены из металла эффективно отражающего свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Для ближнего ИК-диапазона использованы две позолоченные дифракционные решетки.The holder is placed in a heat-insulating quartz vessel of the Dewar, equipped with a thermal control system, made of metal with high thermal conductivity. The filter wheel with neutral filters contains six neutral filters with a transmission of 1 to 50% and is program-controlled. The first wrapping mirror and the second wrapping mirror are made of metal that effectively reflects light in the visible and near infrared range. For the near infrared range, two gold-plated diffraction gratings are used.

На фиг.1 изображена блок-схема системы, где:Figure 1 shows a block diagram of a system where:

1 - лазер;1 - laser;

2 - полупрозрачная пластинка;2 - translucent plate;

3 - фотодиод запуска;3 - trigger photodiode;

4 - фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами;4 - a filter wheel with neutral light filters;

5 - кювета с образцом;5 - a cell with a sample;

6 - сферическое зеркало;6 - spherical mirror;

7 - объектив;7 - lens;

8 - общий фокус объектива 7 и сферического зеркала 6;8 - the general focus of the lens 7 and the spherical mirror 6;

9 - фотодиод пропускания;9 - transmission photodiode;

10 - первое оборачивающее зеркало;10 - the first turning mirror;

11 - второе оборачивающее зеркало;11 - the second turning mirror;

12 - фильтровое колесо с широкополосными светофильтрами;12 - filter wheel with broadband light filters;

13 - монохроматор;13 - monochromator;

14, 17 - коллимирующие объективы;14, 17 - collimating lenses;

15, 18 - фотоэлектронные умножители;15, 18 - photomultiplier tubes;

16, 19 - усилители;16, 19 - amplifiers;

20 - многоканальный временной анализатор;20 - multi-channel time analyzer;

21 - персональный компьютер.21 - a personal computer.

Использован монохроматор марки MS2004i (SOLAR TII) с компенсацией астигматизма, оснащенный 4-х позиционной турелью для автоматической смены дифракционных решеток, имеющий одну входную щель 22 и две выходные щели монохроматора (на фиг. позиции не указаны). В качестве фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 15 использован фотоэлектронный умножитель марки Н10330-45 (Hamamatsu). В качестве фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 18 использован фотоэлектронный умножитель марки Н2658Р (Hamamatsu). В качестве многоканального временного анализатора (МВА) 20 использована встраиваемая в персональный компьютер 21 плата Р7888-2 (FAST). В качестве усилителя 16 использован усилитель марки С5594-44 (Hamamatsu). В качестве усилителя 19 использован усилитель марки 8447 F (Hewlett-Packard).A monochromator of the brand MS2004i (SOLAR TII) with astigmatism compensation was used, equipped with a 4-position turret for automatic change of diffraction gratings, having one entrance slit 22 and two output slots of the monochromator (positions are not indicated in Fig.). As a photomultiplier tube (PMT) 15, a photomultiplier tube of the brand N10330-45 (Hamamatsu) was used. As a photomultiplier tube (PMT) 18, a photomultiplier tube of the brand H2658P (Hamamatsu) was used. As a multi-channel time analyzer (MVA) 20, the P7888-2 (FAST) board built into the personal computer 21 was used. As an amplifier 16, an amplifier of the brand C5594-44 (Hamamatsu) was used. As an amplifier 19, an amplifier of the brand 8447 F (Hewlett-Packard) was used.

Фиг.2 поясняет принцип действия оборачивающей изображение системы зеркал, где:Figure 2 explains the principle of operation of the image-wrapping system of mirrors, where:

5 - кювета с образцом;5 - a cell with a sample;

7 - объектив;7 - lens;

8 - общий фокус объектива 7 и сферического зеркала 6;8 - the general focus of the lens 7 and the spherical mirror 6;

10 - первое оборачивающее зеркало;10 - the first turning mirror;

11 - второе оборачивающее зеркало;11 - the second turning mirror;

22 - входная щель монохроматора 13.22 - input slit of the monochromator 13.

На фиг.3 представлена кинетика фосфоресценции PtOEP в толуоле на 650 нм при энергии возбуждения 0,2 мкДж в импульсе. Временное разрешение - 16 нс/канал. Сплошная линия - теоретическая кривая.Figure 3 shows the kinetics of phosphorescence of PtOEP in toluene at 650 nm with an excitation energy of 0.2 μJ per pulse. Time resolution - 16 ns / channel. The solid line is the theoretical curve.

На фиг.4 представлена кинетика фотосенсибилизированной ТМРуР люминесценции синглетного кислорода (1О2) в воде при энергии возбуждения 3,2 мкДж в импульсе. Временное разрешение - 32 нс/канал. Из сигнала вычтен средний уровень шума, равный 1500 отсчетам. Сплошная линия - теоретическая двухэкспоненциальная кривая с временными константами 1,8 мкс (время образования 1O2 соответствует времени жизни триплетного состояния ТМРуР) и 3,6 мкс (время жизни 1O2 в воде).Figure 4 shows the kinetics of photosensitized TMPUR luminescence of singlet oxygen ( 1 O 2 ) in water at an excitation energy of 3.2 μJ per pulse. Time resolution - 32 ns / channel. The average noise level equal to 1500 samples is subtracted from the signal. The solid line is a theoretical two-exponential curve with time constants of 1.8 μs (the formation time of 1 O 2 corresponds to the lifetime of the triplet state of TMPUR) and 3.6 μs (lifetime of 1 O 2 in water).

На фиг.5 показаны кинетики люминесценции нанокристаллов пористого кремния: (1) - при регистрации на длине волны 1230 нм, (2) - 1270 нм. Для получения каждой использовалось 3×104 лазерных импульсов с энергиями 3,2 мкДж. Временное разрешение - 1 мкс/канал.Figure 5 shows the luminescence kinetics of porous silicon nanocrystals: (1) when recording at a wavelength of 1230 nm, (2) 1270 nm. To obtain each, 3 × 10 4 laser pulses with energies of 3.2 μJ were used. Time resolution - 1 μs / channel.

На фиг.6 изображены спектры люминесценции пористого кремния, полученные интегрированием кинетического сигнала в диапазоне 50-1000 мкс. Энергия возбуждения - 3,2 мкДж в импульсе. 3×104 лазерных импульсов на точку.Figure 6 shows the luminescence spectra of porous silicon obtained by integrating the kinetic signal in the range of 50-1000 μs. The excitation energy is 3.2 μJ per pulse. 3 × 10 4 laser pulses per point.

В основу работы положен метод счета одиночных фотонов. Применена схема (фиг.1), в которой после получения стартового сигнала от фотодиода запуска 3 МВА 20 регистрируются моменты прихода всех одноэлектронных импульсов, генерируемых ФЭУ 15 или ФЭУ 18. Временное разрешение МВА 20 составляет 1 нс.The work is based on the method of counting single photons. The scheme is applied (Fig. 1), in which, after receiving the start signal from the start photodiode 3 MVA 20, the moments of arrival of all single-electron pulses generated by the PMT 15 or PMT 18 are recorded. The time resolution of the MVA 20 is 1 ns.

Возбуждение образцов (на фигуре поз. не указана) осуществляют лазерными импульсами (лазер 1 STA-01SH, STANDA) с энергией 4 мкДж и длительностью 0,7 нс, следующими с частотой 1 кГц на длине волны 531 нм через полупрозрачную пластинку 2, которая направляет часть излучения на фотодиод запуска 3. Излучение лазера 1 линейно поляризовано, причем плоскость поляризации отклонена на 35° от вертикали, чтобы исключить возможное влияние эффектов анизотропии на кинетику затухания люминесценции. Возбуждающие импульсы могут ослабляться программно-управляемым фильтровым колесом с нейтральными светофильтрами 4, содержащим шесть нейтральных фильтров с пропусканием от 1 до 50%.The samples are excited (not shown in the figure) by laser pulses (laser 1 STA-01SH, STANDA) with an energy of 4 μJ and a duration of 0.7 ns, following with a frequency of 1 kHz at a wavelength of 531 nm through a translucent plate 2, which directs part of the radiation to the trigger photodiode 3. Laser 1 is linearly polarized, and the plane of polarization is deflected 35 ° from the vertical to exclude the possible effect of anisotropy on the kinetics of luminescence decay. Excitation pulses can be attenuated by a software-controlled filter wheel with neutral filters 4, containing six neutral filters with a transmission of 1 to 50%.

Фотодиод запуска 3 и фотодиод пропускания 9 измеряют интенсивность лазерных импульсов, соответственно, до и после кюветы с образцом 5, что позволяет в процессе измерения контролировать как стабильность излучения лазера 1, так и возможное фоторазрушение образца.The start-up photodiode 3 and transmission photodiode 9 measure the intensity of the laser pulses, respectively, before and after the cell with sample 5, which makes it possible to control during the measurement process both the stability of laser radiation 1 and the possible photodestruction of the sample.

Для работы со стандартными спектрофлуорометрическими кюветами размером 10×10 мм используется держатель (на фиг. позиция не указана), оборудованный магнитной мешалкой. Магнитная мешалка обеспечивает перемешивание растворов нестабильных образцов, которые в противном случае могут подвергаться фоторазрушению. В особенности это важно для суспензий клеток, чтобы также дополнительно обеспечить их равномерное распределение по всему объему кюветы с образцом 5.To work with standard spectrofluorometric cuvettes 10 × 10 mm in size, a holder is used (the position is not indicated in the FIG.) Equipped with a magnetic stirrer. A magnetic stirrer provides mixing solutions of unstable samples, which otherwise may be subject to photodestruction. This is especially important for cell suspensions in order to also further ensure their uniform distribution throughout the volume of the sample cell 5.

Во втором варианте используется держатель (на фиг. позиция не указана), поддерживающий температуру кюветы с образцом 5 в пределах от -100°С до +100°С, который выполнен из металла с высокой теплопроводностью, помещен в теплоизолирующий кварцевый сосуд Дьюара и снабжен системой терморегуляции. Охлаждение держателя осуществляется пропусканием через каналы в его корпусе газообразного азота с температурой около 77 К, подогрев - встроенным электронагревателем (на фиг. позиция не указана). Электронный регулятор (на фиг. позиция не указана), основываясь на показаниях размещенного вблизи кюветы с образцом 5 платинового термометра сопротивления (на фиг. позиция не указана), изменяет величину тока, проходящего через электронагреватель, чем достигается поддержание температуры в держателе на постоянном уровне, установленном пользователем. Низкотемпературный газообразный азот, подаваемый в термостатируемый держатель по теплоизолированному трубопроводу (на фиг. позиция не указана), образуется в результате кипения жидкого азота в герметичном сосуде. Интенсивность кипения регулируется опущенным в азот электронагревателем.In the second embodiment, a holder is used (the position is not indicated in the FIG.), Which maintains the temperature of the cell with sample 5 in the range from -100 ° С to + 100 ° С, which is made of metal with high thermal conductivity, placed in a heat-insulating quartz vessel of the Dewar, and equipped with a system thermoregulation. The holder is cooled by passing nitrogen gas with a temperature of about 77 K through the channels in its casing, and heated by the built-in electric heater (the position is not indicated in Fig.). An electronic controller (the position is not indicated in the FIG.), Based on the readings of a platinum resistance thermometer placed near the cell with sample 5 (the position is not indicated in the FIG.), Changes the amount of current passing through the electric heater, thereby maintaining the temperature in the holder at a constant level, set by user. Low-temperature gaseous nitrogen supplied to a thermostatically controlled holder through a heat-insulated pipe (not shown in the figure) is formed as a result of boiling liquid nitrogen in an airtight vessel. The boiling intensity is regulated by an electric heater immersed in nitrogen.

Излучение люминесценции собирается светосильной оптической системой, состоящей из объектива 7 и сферического зеркала 6. Держатель с магнитной мешалкой, либо держатель устанавливаются так, чтобы кювета с образцом 5 помещалась в общий фокус 8 объектива 7 и сферического зеркала 6.Luminescence radiation is collected by a fast optical system consisting of a lens 7 and a spherical mirror 6. A holder with a magnetic stirrer or holder is mounted so that the cell with sample 5 is placed in the common focus 8 of the lens 7 and the spherical mirror 6.

Первое оборачивающее зеркало 10 и второе оборачивающее зеркало 11, отражающие свет во всем рабочем диапазоне, необходимы для поворота изображения горизонтальной светящейся области внутри кюветы на 90° и проецирования его на вертикальную входную щель 22 монохроматора 11 (фиг.2). Первое оборачивающее зеркало 10 и второе оборачивающее зеркало 11 выполнены из металла эффективно отражающего свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Передаваемый объективом 7 свет падает на первое оборачивающее зеркало 10 под углом 45° и затем отражается под углом в 45°, попадая на расположенное рядом второе оборачивающее зеркало 11. Оно тоже установлено так, что угол падения и отражения светящейся полосы равен 45°. При этом двугранный угол между плоскостями первого 10 и второго 11 оборачивающих зеркал составляет 60°.The first wraparound mirror 10 and the second wraparound mirror 11, which reflect light in the entire working range, are necessary to rotate the image of the horizontal luminous region inside the cell by 90 ° and project it onto the vertical entrance slit 22 of the monochromator 11 (Fig. 2). The first wrapping mirror 10 and the second wrapping mirror 11 are made of metal that effectively reflects light in the visible and near infrared range. The light transmitted by the lens 7 falls on the first wrapping mirror 10 at an angle of 45 ° and then is reflected at an angle of 45 °, hitting the adjacent second wrapping mirror 11. It is also set so that the angle of incidence and reflection of the luminous strip is 45 °. In this case, the dihedral angle between the planes of the first 10 and second 11 of the turning mirrors is 60 °.

Автоматизированное фильтровое колесо с широкополосными светофильтрами 12 предотвращает попадание на вход монохроматора 13 рассеянного возбуждающего света. Для спектрального разделения излучения ближнего ИК-диапазона использованы две позолоченные дифракционные решетки с максимумами блеска, приходящимися примерно на середину этого диапазона. Обратная линейная дисперсия одной решетки позволяет регистрировать узкий спектральный диапазон в несколько нанометров для записи спектров люминесценции, обратная линейная дисперсия второй решетки позволяет регистрировать широкий спектральный диапазон в несколько десятков нанометров для записи кинетики люминесценции.An automated filter wheel with broadband filters 12 prevents diffused exciting light from entering the input of the monochromator 13. For the spectral separation of near-infrared radiation, two gold-plated diffraction gratings with maximums of brightness, approximately in the middle of this range, were used. The inverse linear dispersion of one lattice allows recording a narrow spectral range of several nanometers to record luminescence spectra, the inverse linear dispersion of a second lattice allows recording a wide spectral range of several tens of nanometers for recording luminescence kinetics.

В монохроматор 13 установлены две позолоченные дифракционные решетки 400 и 150 штрихов/мм с обратными линейными дисперсиями, соответственно, 12,7 и 34 нм/мм с максимумом блеска на 1200 нм. Решетка 150 штрихов/мм предназначена для работы монохроматора 13 в режиме полосового фильтра, когда требуется зарегистрировать интегральное свечение всей полосы люминесценции, например, синглетного кислорода, имеющего в воде полосу свечения с полушириной 28 нм.The monochromator 13 has two gold-plated diffraction gratings of 400 and 150 lines / mm with inverse linear dispersions, respectively, 12.7 and 34 nm / mm with a maximum brightness of 1200 nm. A grating of 150 lines / mm is intended for operation of the monochromator 13 in the band-pass filter mode when it is necessary to register the integral luminescence of the entire luminescence band, for example, singlet oxygen, which has a luminescence band in water with a half width of 28 nm.

После монохроматора 13 свет через коллимирующий объектив 14 попадает на вход ФЭУ 15 с фотокатодом на основе InP/InGaAsP, охлаждаемым термоэлектрически до -60°С и обладающим в ИК-диапазоне квантовой эффективностью около 2%. Усилитель 16 усиливает приходящие от ФЭУ 15 одноэлектронные импульсы. В данной конфигурации длительность функции отклика системы регистрации составляет менее 3 нс.After the monochromator 13, light passes through a collimating lens 14 to the input of a photomultiplier 15 with an InP / InGaAsP based photocathode, thermoelectrically cooled to -60 ° C and having a quantum efficiency of about 2% in the infrared range. The amplifier 16 amplifies the single-electron pulses coming from the PMT 15. In this configuration, the duration of the response function of the registration system is less than 3 ns.

Помимо описанного в системе могут быть использованы и другие источники лазерных импульсов. В частности, для возбуждения в диапазонах длин волн 350-480 и 650-950 нм используется Тi:сапфировый лазер LT-2211 (LOTIS TII), накачиваемый 2-й гармоникой излучения Nd:YAG лазера LS-2134 (LOTIS TII) с частотой повторения импульсов 15 Гц.In addition to what is described in the system, other sources of laser pulses can also be used. In particular, Ti: sapphire laser LT-2211 (LOTIS TII), pumped by the 2nd harmonic of the Nd: YAG laser LS-2134 (LOTIS TII) with a repetition frequency, is used for excitation in the wavelength ranges of 350-480 and 650-950 nm pulses of 15 Hz.

Ко второй выходной щели монохроматора 13 предусмотрено подключение дополнительного фотоэлектронного умножителя - ФЭУ 18 - с коллимирующим объективом 17 и усилителем 19 для регистрации сигналов фосфоресценции и/или замедленной флуоресценции в видимом и примыкающем к нему ближнем диапазонах около 550 нм с максимумами блеска, приходящимися примерно на середину этого диапазона. Обратная линейная дисперсия одной решетки позволяет регистрировать узкий спектральный диапазон в единицы нанометров для записи спектров люминесценции, обратная линейная дисперсия второй решетки позволяет регистрировать широкий спектральный диапазон в десять-двадцать нанометров для записи кинетики люминесценции. Для этого в турель монохроматора 13 добавлены дифракционные решетки с максимумами блеска 500 и 600 нм и соответственно с обратными линейными дисперсиями 4 и 17 нм/мм.To the second output slit of the monochromator 13, an additional photomultiplier tube — PMT 18 — is connected with a collimating lens 17 and an amplifier 19 for recording phosphorescence and / or delayed fluorescence signals in the visible and adjacent near ranges of about 550 nm with brightness maxima in the middle this range. The inverse linear dispersion of one lattice allows recording a narrow spectral range of units of nanometers for recording luminescence spectra, the inverse linear dispersion of a second lattice allows recording a wide spectral range of ten to twenty nanometers for recording the luminescence kinetics. For this purpose, diffraction gratings with maximum brightnesses of 500 and 600 nm and, respectively, with inverse linear dispersions of 4 and 17 nm / mm were added to the turret of the monochromator 13.

Используемые в системе объектив 7 и коллимирующие объективы 14, 17 являются ахроматическими.The lens 7 and collimating lenses 14, 17 used in the system are achromatic.

Программное обеспечение системы позволяет сохранять в автоматическом режиме временные зависимости свечения образца на разных длинах волн с последующим построением спектров люминесценции путем измерения площадей под кинетическими кривыми в заданном временном интервале. Полученный набор экспериментальных данных содержит полную информацию о спектрально-временной эволюции свечения, которую затем можно представить в виде трехмерного графика.The system software allows you to automatically save the time dependence of the luminescence of the sample at different wavelengths, followed by the construction of luminescence spectra by measuring the areas under kinetic curves in a given time interval. The obtained set of experimental data contains complete information on the spectral-temporal evolution of the glow, which can then be represented in the form of a three-dimensional graph.

В качестве примера применения на фиг.3 приведена кинетика фосфоресценции на 650 нм сенсибилизатора Pt-октаэтилпорфина (РtOЕР) в толуоле после 1,2×105 импульсов возбуждения. Концентрация РtOЕР равнялась 3,5×10-5 моль/л. Длительность фосфоресценции составила 210±11 нc и близка к величине 222 нc, полученной в работе [4].As an example of application, figure 3 shows the kinetics of phosphorescence at 650 nm sensitizer Pt-octaethylporfin (PtOEP) in toluene after 1.2 × 10 5 excitation pulses. The concentration of PtOEP was 3.5 × 10 −5 mol / L. The duration of phosphorescence was 210 ± 11 ns and is close to the value of 222 ns obtained in [4].

На фиг.4 приведена кинетика синглетного кислорода от водного раствора сенсибилизатора 5,10,15,20-тетракис(4-N-метилпиридил)порфирина (ТМРуР) после 3×105 импульсов возбуждения. Кинетический сигнал получен при концентрации ТМРуР 2,2×10-5 моль/л. Длительность свечения синглетного кислорода в воде составила 3,6±0,2 мкс и находится в согласии со значениями, приведенными в обзоре [5].Figure 4 shows the kinetics of singlet oxygen from an aqueous solution of the sensitizer 5,10,15,20-tetrakis (4-N-methylpyridyl) porphyrin (TMPUR) after 3 × 10 5 excitation pulses. A kinetic signal was obtained at a TMPyR concentration of 2.2 × 10 −5 mol / L. The duration of the emission of singlet oxygen in water was 3.6 ± 0.2 μs and is in agreement with the values given in the review [5].

Большой динамический диапазон, реализуемый в методе счета одиночных фотонов, и выбор произвольного временного окна интегрирования дают уникальную возможность детектирования слабых сигналов свечения кислорода на фоне интенсивной люминесценции сенсибилизатора. Эта особенность установки использована при исследовании фотосенсибилизирующих свойств нанокристаллического пористого кремния (pSi).The large dynamic range implemented in the single-photon counting method and the choice of an arbitrary integration time window provide a unique opportunity to detect weak oxygen emission signals against the background of intense sensitizer luminescence. This feature of the setup was used to study the photosensitizing properties of nanocrystalline porous silicon (pSi).

Известно, что нанокристаллы кремния, из которых состоит pSi, обладают люминесценцией в ближнем ИК-диапазоне спектра и могут являться сенсибилизаторами синглетного кислорода [6]. Тем не менее, кинетика свечения 1O2 на поверхности pSi в воздухе при комнатной температуре не была зарегистрирована, поскольку pSi имеет в ближнем ИК-диапазоне долгоживущую интенсивную люминесценцию с неэкспоненциальным затуханием, скрывающую слабое свечение синглетного кислорода.It is known that silicon nanocrystals, of which pSi is composed, have luminescence in the near infrared spectral range and can be singlet oxygen sensitizers [6]. Nevertheless, the kinetics of luminescence of 1 O 2 on the pSi surface in air at room temperature was not detected, since pSi has long-lived intense luminescence with non-exponential attenuation in the near IR range, which hides the weak emission of singlet oxygen.

Для спектральных измерений нами использовался pSi, слои которого приготавливались путем электрохимического анодирования пластин кристаллического кремния p-типа с удельным сопротивлением 10-20 Ом×см и ориентацией подложки (100) в растворе смеси плавиковой кислоты и этанола. Пластина pSi помещалась в специально разработанную кювету, подсоединяемую к вакуумному насосу.For spectral measurements, we used pSi, the layers of which were prepared by electrochemical anodizing of p-type crystalline silicon wafers with a specific resistance of 10-20 Ohm × cm and substrate orientation (100) in a solution of a mixture of hydrofluoric acid and ethanol. The pSi plate was placed in a specially designed cuvette connected to a vacuum pump.

Возможности созданной установки позволили зарегистрировать незначительные изменения формы кинетик затухания люминесценции свежеприготовленного pSi в области 1270 нм при температуре 20°С (фиг.5). Интегрированием кинетических сигналов во временном диапазоне, где относительные изменения интенсивности были максимальны, получены спектры свечения в воздухе при нормальном давлении и в вакууме (фиг.6). Спектр с максимумом в районе 1270 нм и полушириной 21 нм, наблюдаемый только в воздушной атмосфере, принадлежит люминесценции 1O2, сенсибилизированной нанокристаллами кремния.The capabilities of the setup made it possible to detect insignificant changes in the shape of the kinetics of the luminescence decay of freshly prepared pSi in the region of 1270 nm at a temperature of 20 ° C (Fig. 5). By integrating kinetic signals in the time range, where the relative changes in intensity were maximum, emission spectra were obtained in air at normal pressure and in vacuum (Fig. 6). The spectrum with a maximum at 1270 nm and a half-width of 21 nm, observed only in the air atmosphere, belongs to luminescence 1 O 2 sensitized by silicon nanocrystals.

Литература:Literature:

1. Molnar A., Dedic R., Svoboda A., Hala J. // J. Mol. Struct. 2007. V.834-836. P.488-91.1. Molnar A., Dedic R., Svoboda A., Hala J. // J. Mol. Struct. 2007. V.834-836. P. 488-91.

2. Schlothauer J., Hackbarth S., Röder B. // Laser Phys. Lett. 2009. V.6. №3. P.216-221.2. Schlothauer J., Hackbarth S., Röder B. // Laser Phys. Lett. 2009. V.6. Number 3. P.216-221.

3. Jiménez-Banzo A., Ragàs X., Kapusta P., Nonell S. // Photochem. Photobiol. Sci. 2008. V.7. №9. P.1003-1010 (прототип).3. Jiménez-Banzo A., Ragàs X., Kapusta P., Nonell S. // Photochem. Photobiol. Sci. 2008. V.7. No. 9. P.1003-1010 (prototype).

4. Bansal A.K., Holzer W., Penzkofer A., Tsuboi Taiju // Chemical Physics 2006. V.330 P.118-1294. Bansal A.K., Holzer W., Penzkofer A., Tsuboi Taiju // Chemical Physics 2006. V.330 P.118-129

5. Schweitzer С., Schmidt R // Chem. Rev. 2003. V.103. P.1685-1758.5. Schweitzer C., Schmidt R // Chem. Rev. 2003. V.103. P.1685-1758.

6. Kovalev D., Fujii M. // Adv. Mater. 2005. V.17. P.2531-2544.6. Kovalev D., Fujii M. // Adv. Mater. 2005. V.17. P.2531-2544.

Claims (11)

1. Система для определения спектральных и кинетических характеристик люминесценции в видимом и ближнем ИК-диапазонах, включающая лазер, держатель, светосильную оптическую систему, монохроматор с компенсацией астигматизма, оснащенный 4-х позиционной турелью для автоматической смены дифракционных решеток, автоматизированное фильтровое колесо с широкополосными светофильтрами перед входной щелью монохроматора, первый фотоэлектронный умножитель для ближнего ИК-диапазона и второй - для видимого и края ближнего ИК-диапазона, охлаждаемых термоэлектрически, два коллимирующих объектива между выходными щелями монохроматора и двумя фотоэлектронными умножителями, многоканальный временной анализатор, два усилителя передают усиленный сигнал от соответствующего фотоэлектронного умножителя на многоканальный временной анализатор, и управление основными блоками осуществлено с помощью персонального компьютера, отличающаяся тем, что излучение люминесценции собирается светосильной оптической системой, состоящей из объектива и сферического зеркала, передаваемый объективом свет падает на первое оборачивающее зеркало под углом 45° и затем отражается под углом в 45°, попадая на расположенное рядом второе оборачивающее зеркало, первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало установлены для поворота изображения горизонтальной светящейся области внутри кюветы на 90° и проецирования его на вертикальную входную щель монохроматора, в 4-х позиционную турель монохроматора установлены четыре дифракционные решетки, держатель оборудован магнитной мешалкой и установлен так, что кювета с образцом помещена в общий фокус объектива и сферического зеркала, между лазером и держателем расположено фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами, фотодиод запуска расположен между лазером и фильтровым колесом с нейтральными фильтрами, фотодиод пропускания расположен на одной прямой с лазером и кюветой с образцом позади кюветы, полупрозрачная пластинка расположена под углом 45° к возбуждающему лучу между кюветой и лазером и направляет часть излучения на фотодиод запуска, плоскость поляризации возбуждающего луча отклонена на 35° от вертикали.1. A system for determining the spectral and kinetic characteristics of luminescence in the visible and near infrared ranges, including a laser, holder, fast optical system, a monochromator with astigmatism compensation, equipped with a 4-position turret for automatic change of diffraction gratings, an automated filter wheel with broadband light filters in front of the entrance slit of the monochromator, the first photomultiplier for the near infrared and the second for the visible and near-infrared, cooled by rmoelectrically, two collimating lenses between the output slots of the monochromator and two photoelectronic multipliers, a multi-channel time analyzer, two amplifiers transmit the amplified signal from the corresponding photoelectronic multiplier to a multi-channel time analyzer, and the main units are controlled by a personal computer, characterized in that the luminescence radiation is collected at high aperture optical system consisting of a lens and a spherical mirror transmitted by the lens t falls on the first turning mirror at an angle of 45 ° and then is reflected at an angle of 45 °, hitting a nearby second turning mirror, the first turning mirror and the second turning mirror are set to rotate the image of the horizontal luminous region inside the cuvette by 90 ° and project it onto vertical entrance slit of the monochromator; four diffraction gratings are installed in the 4-position turret of the monochromator; the holder is equipped with a magnetic stirrer and installed so that the cell with the sample is placed in the focus of the lens and the spherical mirror, a filter wheel with neutral filters is located between the laser and the holder, a trigger photodiode is located between the laser and the filter wheel with neutral filters, the transmission photodiode is located on one straight line with the laser and the cell with the sample behind the cell, the translucent plate is at an angle 45 ° to the exciting beam between the cuvette and the laser and directs part of the radiation to the trigger photodiode, the plane of polarization of the exciting beam is deflected 35 ° from the vertical. 2. Система по п.1 отличается тем, что первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало имеют металлическое напыление, эффективно отражающее свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.2. The system according to claim 1 is characterized in that the first wrapping mirror and the second wrapping mirror have a metal coating that effectively reflects light in the visible and near infrared range. 3. Система по п.1 отличается тем, что для ближнего ИК-диапазона использованы две позолоченные дифракционные решетки.3. The system according to claim 1 is characterized in that for the near infrared range two gold-plated diffraction gratings are used. 4. Система по п.1 отличается тем, что фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами содержит шесть нейтральных фильтров с пропусканием от 1 до 50%.4. The system according to claim 1 is characterized in that the filter wheel with neutral filters contains six neutral filters with a transmission of 1 to 50%. 5. Система по п.1 отличается тем, что фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами является программно-управляемым.5. The system according to claim 1 is characterized in that the filter wheel with neutral filters is software-controlled. 6. Система для определения спектральных и кинетических характеристик люминесценции в видимом и ближнем ИК-диапазонах, включающая лазер, держатель, светосильную оптическую систему, монохроматор с компенсацией астигматизма, оснащенный 4-позиционной турелью для автоматической смены дифракционных решеток, автоматизированное фильтровое колесо с широкополосными светофильтрами перед входной щелью монохроматора, первый фотоэлектронный умножитель для ближнего ИК-диапазона и второй - для видимого и края ближнего ИК-диапазона, охлаждаемых термоэлектрически, два коллимирующих объектива между выходными щелями монохроматора и двумя фотоэлектронными умножителями, многоканальный временной анализатор, два усилителя передают усиленный сигнал от соответствующего фотоэлектронного умножителя на многоканальный временной анализатор, и управление основными блоками осуществлено с помощью персонального компьютера, отличающаяся тем, что излучение люминесценции собирается светосильной оптической системой, состоящей из объектива и сферического зеркала, передаваемый объективом свет падает на первое оборачивающее зеркало под углом 45° и затем отражается под углом в 45°, попадая на расположенное рядом второе оборачивающее зеркало, первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало установлены для поворота изображения горизонтальной светящейся области внутри кюветы на 90° и проецирования его на вертикальную входную щель монохроматора, в 4-х позиционную турель монохроматора установлены четыре дифракционные решетки, держатель помещен в прозрачный кварцевый сосуд Дьюара, снабжен системой терморегуляции и установлен так, что кювета с образцом помещена в общий фокус объектива и сферического зеркала, между лазером и держателем расположено фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами, фотодиод запуска расположен между лазером и фильтровым колесом с нейтральными фильтрами, фотодиод пропускания расположен на одной прямой с лазером и кюветой с образцом позади кюветы, полупрозрачная пластинка расположена под углом 45° к возбуждающему лучу между кюветой и лазером и направляет часть излучения на фотодиод запуска, плоскость поляризации возбуждающего луча отклонена на 35° от вертикали.6. A system for determining the spectral and kinetic characteristics of luminescence in the visible and near infrared ranges, including a laser, holder, fast optical system, a monochromator with astigmatism compensation, equipped with a 4-position turret for automatic change of diffraction gratings, an automated filter wheel with wide-band filters in front of the entrance slit of the monochromator, the first photomultiplier for the near infrared and the second for the visible and near-infrared, cooled moelectrically, two collimating lenses between the output slots of the monochromator and two photoelectronic multipliers, a multi-channel time analyzer, two amplifiers transmit the amplified signal from the corresponding photoelectronic multiplier to a multi-channel time analyzer, and the main units are controlled by a personal computer, characterized in that the luminescence radiation is collected at high aperture optical system consisting of a lens and a spherical mirror, light transmitted by the lens falls onto the first turning mirror at an angle of 45 ° and then is reflected at an angle of 45 °, hitting a nearby second turning mirror, the first turning mirror and the second turning mirror are set to rotate the image of the horizontal luminous region inside the cuvette by 90 ° and project it onto the vertical the entrance slit of the monochromator, four diffraction gratings are installed in the 4-position turret of the monochromator, the holder is placed in a transparent quartz Dewar vessel, equipped with a thermal control system and so that the sample cuvette is placed in the common focus of the lens and the spherical mirror, the filter wheel with neutral filters is located between the laser and the holder, the trigger photodiode is located between the laser and the filter wheel with neutral filters, the transmission photodiode is located on a straight line with the laser and the cuvette with sample behind the cuvette, a translucent plate is located at an angle of 45 ° to the exciting beam between the cuvette and the laser and directs part of the radiation to the trigger photodiode, I excite the plane of polarization its beam deflected through 35 ° from the vertical. 7. Система по п.6 отличается тем, что первое оборачивающее зеркало и второе оборачивающее зеркало имеют металлическое напыление, эффективно отражающее свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.7. The system according to claim 6 is characterized in that the first wrapping mirror and the second wrapping mirror have a metal coating that effectively reflects light in the visible and near infrared range. 8. Система по п.6 отличается тем, что для ближнего ИК-диапазона использованы две позолоченные дифракционные решетки.8. The system according to claim 6 is characterized in that for the near infrared range two gold-plated diffraction gratings are used. 9. Система по п.6 отличается тем, что фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами содержит шесть нейтральных фильтров с пропусканием от 1 до 50%.9. The system according to claim 6 is characterized in that the filter wheel with neutral filters contains six neutral filters with a transmission of from 1 to 50%. 10. Система по п.6 отличается тем, что фильтровое колесо с нейтральными светофильтрами является программно-управляемым.10. The system according to claim 6 is characterized in that the filter wheel with neutral filters is software-controlled. 11. Система по п.6 отличается тем, что держатель выполнен из металла с высокой теплопроводностью.
Figure 00000001
11. The system according to claim 6 is characterized in that the holder is made of metal with high thermal conductivity.
Figure 00000001
RU2010132188/28U 2010-07-30 2010-07-30 SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS) RU103921U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132188/28U RU103921U1 (en) 2010-07-30 2010-07-30 SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132188/28U RU103921U1 (en) 2010-07-30 2010-07-30 SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU103921U1 true RU103921U1 (en) 2011-04-27

Family

ID=44731961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010132188/28U RU103921U1 (en) 2010-07-30 2010-07-30 SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU103921U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511262C2 (en) * 2012-05-29 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр медицинских и промышленных биотехнологий Спектролюкс" Method for monitoring of treatment of disease involving fluorescence diagnostics of disease, and device for implementing it
RU177415U1 (en) * 2017-07-26 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) LUMINESCENCE REGISTRATION DEVICE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511262C2 (en) * 2012-05-29 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр медицинских и промышленных биотехнологий Спектролюкс" Method for monitoring of treatment of disease involving fluorescence diagnostics of disease, and device for implementing it
RU177415U1 (en) * 2017-07-26 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) LUMINESCENCE REGISTRATION DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Müller et al. [Ru (bpy) 3] 2+ as a reference in transient absorption spectroscopy: differential absorption coefficients for formation of the long-lived 3 MLCT excited state
Rurack Fluorescence quantum yields: methods of determination and standards
Ballew et al. A single‐sweep, nanosecond time resolution laser temperature‐jump apparatus
Martini et al. Ultrafast study of interfacial electron transfer between 9-anthracene-carboxylate and TiO 2 semiconductor particles
CN100511623C (en) Method for measuring semiconductor doping concentration
Arnold et al. Absolute Temperature Fields in Flames by 2D‐LIF of OH Using Excimer Lasers and CARS Spectroscopy
Lucht Applications of laser-induced fluorescence spectroscopy for combustion and plasma diagnostics
Galievsky et al. Laser NIR lifetime spectrometer with nanosecond time resolution
MacQueen et al. Action spectrum experiment for the measurement of incoherent photon upconversion efficiency under sun-like excitation
TW200526942A (en) Device and method of trace gas analysis using cavity ring-down spectroscopy
CN105675560A (en) Method for obtaining fluorescence emission spectrum information of single polymer molecule in shearing field
RU103921U1 (en) SYSTEM FOR DETERMINING THE SPECTRAL AND KINETIC CHARACTERISTICS OF LUMINESCENCE IN THE VISIBLE AND NEAR IR IR RANGE (OPTIONS)
Grossweiner Photophysics
Ermilov et al. Spectroscopic study of electron and energy transfer in novel silicon phthalocyanine—boron dipyrromethene triads
Matsumoto et al. In situ measurement of N2O5 in the urban atmosphere by thermal decomposition/laser-induced fluorescence technique
Lanzafame et al. Electron injection from adsorbed oxazine into sns2
DeRose et al. Characterization of standard reference material 2941, uranyl-ion-doped glass, spectral correction standard for fluorescence
Klassen et al. Flame concentration measurements using picosecond time-resolved laser-induced fluorescence
Rai et al. Photoacoustic studies on excitation transfer in organic dyes in solutions and on surfaces
Mikhonin et al. Simple nanosecond to minutes transient absorption spectrophotometer
Barbillat et al. Near-infrared Fourier transform room-temperature photoluminescence of erbium complexes
CN118050349A (en) Method and device for detecting adsorbate on surface of thin film circuit by using higher harmonic
Bhatt et al. Absolute “Two measurement” vs Relative quantum yield measurement techniques: An experimental analysis
CN204241371U (en) Mid-infrared light spectrometer
Castelli et al. Absolute quantum yields of 2Eg. far. 4A2g luminescence in potassium hexacyano (cobaltate, chromate) powders

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110731