荧光寿命测定方法

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1、荧光寿命的测定方法荧光寿命的测定方法2013-9-26一、荧光寿命的概念一、荧光寿命的概念二、测定荧光寿命的几种方法二、测定荧光寿命的几种方法三、时间相关单光子计数方法三、时间相关单光子计数方法TCSPC四、四、TCSPC技术优缺点技术优缺点五、荧光寿命测定中可能存在的问题五、荧光寿命测定中可能存在的问题激光(Laser)的全名是“光的受激辐射放大”。(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)一、荧光寿命的概念一、荧光寿命的概念E1E2E3E4hE1E2E3E4(10-8s)(10-3s)一、荧光寿命的概念一、荧光寿命的概

2、念自发辐射：处于高能级E2的原子自发地向低能级E1跃迁，并发射出一个频率为=（ E2- E1 ）/h的光子。自发跃迁几率：发光材料在单位时间内，从高能级上产生自发辐射的发光粒子数密度占高能级总粒子数密度的比值A21=(dn21/dt)sp/n2一、荧光寿命的概念一、荧光寿命的概念自发辐射跃迁的过程是一种只与原子本身的性质有关，与辐射场无关的自发过程。A21的大小与原子处在E2能级上的平均寿命2有关。E2能级上的粒子数密度n2随时间的变化率dn2(t)/dt=-(dn21/dt)sp=-A21n2(t)n2(t)= n2(0)e -A21n2(t)定义粒子数密度由t=0时的n(0)衰减到它的1/

3、e时所用的时间为E2能级的平均寿命。=1/A21一、荧光寿命的概念一、荧光寿命的概念假定一个无限窄的脉冲光(函数) 激发n0 个原子到其激发态,处于激发态的原子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。假定两种衰减跃迁速率分别为和knr ,则激发态衰减速率可表示为d n ( t)/d t= - ( + knr ) n ( t)其中n ( t) 表示时间t 时激发态原子的数目,由此可得到激发态物质的单指数衰减方程。 n ( t) = n0 exp ( - t/) 式中为荧光寿命。荧光强度正比于衰减的激发态分子数,因此可将上式改写为:I ( t) = I0 exp ( - t/) 其中I0 是时间为零时的荧