杂散光及堆积效应对时间分辨光谱的影响

华有杰， 黄飞飞， 徐时清

（中国计量大学光电材料与器件研究院，杭州310018）

0 引 言

时间分辨光谱是一种瞬态光谱，是激发光脉冲截止后相对于激发光脉冲的不同延迟时刻测得的荧光发射，反映了激发态电子的运动过程，即荧光动力学过程［1］。一般测量的荧光发射都随时间延迟而呈现一种衰减趋势，所以又将时间分辨光谱称作为荧光衰减曲线［2-3］。

时间分辨光谱不受激发光强度、荧光的光漂白等因素的影响，可消除瑞利散射和拉曼散射的干扰［4］，承载了被测样品的许多重要信息，以其较高的灵敏度为观察物质激发态行为提供了机会［5］。在分析共振能量转移、生物大分子、混合物荧光时，时间分辨光谱都优于稳态荧光光谱分析［6-8］，有助于对物质的激发、弛豫过程的了解，是研究原子、分子和凝聚态物质荧光动力学的有力工具［9-13］，在物理［14-16］、化学［17-18］及生物［19-20］等研究领域有着重要的研究前景与应用价值。

时间分辨光谱学的研究始于20世纪五、六十年代［21］，目前时间分辨光谱的测定方法主要有时间相关单光子记数法（TimeCorrelatedSinglePhoton Counting，TCSPC）、相调制法和频闪技术，其中TCSPC具有灵敏度高（能测量微弱荧光信号），动力学线性响应范围宽（ps至ms量级），统计学参数明确等优势，是目前应用的主要测试技术，于1975年由PTI（Photon Technology International）公司首先商品化。此外，Edinburgh Instruments、IBH、HORIBA 等公司也在生产基于TCSPC的时间分辨荧光光谱仪［22］。

本文以商用的YAG：Ce黄色荧光粉为研究对象，采用时间相关单光子记数法对其时间分辨光谱进行测试分析，着重探讨光源杂散光及光子堆积效应对时间分辨光谱测试结果的影响，并通过光源光谱校正及严格控制狭缝参数等方法对测试过程进行优化，获得了良好的测试效果，为从事时间分辨光谱测试分析的相关实验技术人员提供技术参考。……