時(shí)間分辨熒光光譜探測(cè)
有別于穩(wěn)態(tài)熒光，瞬態(tài)熒光主要通過脈沖光源、快速探測(cè)器獲取樣品由激發(fā)態(tài)回遷到穩(wěn)態(tài)的弛豫時(shí)間，通俗的說(shuō)就是樣品的壽命。在光路上與穩(wěn)態(tài)熒光基本一致。根據(jù)樣品本身的不同特性其壽命分布可以從飛秒，皮秒，納秒，甚至到微秒量級(jí)。同時(shí)，針對(duì)不同的樣品壽命，測(cè)試方法也會(huì)隨之改變，相對(duì)應(yīng)的測(cè)試方法有熒光上轉(zhuǎn)換(Up-conversion)，時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)(Time-Correlated Single Photon Counting)。
技術(shù)原理
激光器發(fā)出的脈沖經(jīng)過光路激發(fā)樣品，同時(shí)也經(jīng)過延遲線延遲的本征脈沖光進(jìn)入到光電探測(cè)器，對(duì)脈沖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過激發(fā)的熒光返回探測(cè)器后，計(jì)算光程，通過對(duì)ICMOS相機(jī)的門控開啟，可以對(duì)樣品完成PS量級(jí)的熒光光譜探測(cè)。
高速電路的在時(shí)間響應(yīng)和分辨率上的要求轉(zhuǎn)而由相對(duì)容易的相機(jī)門控延時(shí)開啟來(lái)完成(1ns光程=0.3m，1ps光程=0.3mm)，而百微米的機(jī)械移動(dòng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易很多；通過對(duì)像增強(qiáng)器的延時(shí)開啟從而輕松達(dá)到ps，甚至十幾fs的時(shí)間分辨率。
ICMOS是在CMOS前面加了增強(qiáng)器，這個(gè)增強(qiáng)器不但可以倍增信號(hào)，更重要的是可以做門寬控制，可以只讓一段很短的光信號(hào)入射到CCD面上，從而獲得相對(duì)于觸發(fā)時(shí)刻的某一段時(shí)間的光譜。同時(shí)，門寬信號(hào)在同步掃描過樣品發(fā)光的過程中，得到了不同時(shí)刻的瞬態(tài)光譜，順序排列后就是時(shí)間分辨的光譜。ICCD獲取TRES的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于TCSPC的采集速度。
單光子計(jì)數(shù)
單光子計(jì)數(shù)(TCSPC)實(shí)現(xiàn)了從百pS級(jí)的瞬態(tài)測(cè)試，相對(duì)于熒光上轉(zhuǎn)換的測(cè)試方法，TCSPC對(duì)數(shù)據(jù)的獲取完全依賴快速探測(cè)器和高速電路。其實(shí)驗(yàn)構(gòu)想非常便于理解：用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算樣品受激后發(fā)出的第一個(gè)(也是唯一的一個(gè))光子與激發(fā)光之間的時(shí)間差，也就是上圖的Tstart(激發(fā)時(shí)刻)與Tstop(發(fā)光時(shí)刻)的時(shí)間差。由于對(duì)于Stop信號(hào)的要求，所以TCSPC一般需要高重復(fù)頻率的光源作為激發(fā)源，其重復(fù)至少要在KHz以上，多數(shù)的光源都會(huì)達(dá)到MHz量級(jí)；同時(shí)，在一般情況下還要對(duì)Stop信號(hào)做數(shù)量上的控制；盡量滿足在一個(gè)激發(fā)周期內(nèi)，樣品產(chǎn)生且只產(chǎn)生一個(gè)光子的有效熒光信號(hào)，避免光子對(duì)的出現(xiàn)。
TCSPC和MCS都是針對(duì)特定的發(fā)射波長(zhǎng)得到的熒光動(dòng)力學(xué)衰減曲線，后續(xù)的數(shù)據(jù)處理主要是壽命擬合，得到樣品在某個(gè)發(fā)射波長(zhǎng)下的壽命。
相對(duì)于大多數(shù)的樣品，其在不同發(fā)射波長(zhǎng)下的壽命是相同，只是熒光的發(fā)光強(qiáng)弱有區(qū)別；從另一個(gè)方面解釋，可以認(rèn)為這種樣品穩(wěn)態(tài)光譜的形貌與瞬態(tài)光譜的形貌是一致的。瞬態(tài)光譜，一般是指某個(gè)時(shí)刻的熒光光譜，N多條不同時(shí)段的瞬態(tài)光譜順序排列就組合成了時(shí)間分辨的光譜。
?系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
1、純水拉曼信噪比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，SNR ≥ 10000:1。樣品：純水
2.Anthracene實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。樣品：Anthracene溶劑Ludox 散射體
