“光荧光”光谱测试系统设计
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机系统 进行 处理 。 １ ． 测试 系统软 件部分 设计 ２ 系 统 软 件 在 Ｖ ｓａ Ｃ＋ ６ 开 发 环 境 下 。利 用 ｉ ｌ ＋． ｕ ０
机 方 便 地 实 现 数 据 通信 ，以读 出仪 器 内置 存储 缓 冲器 中的数据 。通 信 串 口设 置界面 如 图３ 所示 。
光 子 的过程 ［。
１ 光 荧 光光 谱 测 试 系统 设 计
测 试 系 统 主 要 由７Ｌ ５ ０ 灯 光 源 、７Ｓ ｌ ＩＸ ０ 氙 ＩＣ 样 品室 、７Ｓ ０ 多 光栅 扫 描 单 色仪 、光 电倍 增 管 、 ＩＷ３ １ Ｓ ８ ０ 相放 大器 与计 算 机控制 系统组 成 。根 据荧 Ｒ ３锁 光光谱 测试 系统 的实 际要 求 ，用Ｖ ＋ ６０ Ｃ ＋ ．编写 光荧 光 光 谱 测 试 系 统 的测 试 软 件 ．系 统 框 图如 图wk.baidu.com１ 所
摘 要 ：光 荧光 ｆｈ ｔ ｕ ｉｅｃｎ ｅ Ｌ Ｐ ｏｏ ｍ ｎ ｓｅ ｃ ，ｅ ）是 材料 吸 收光 子后 的一 种 自发放 射 。 由于光 荧光光 ｌ 谱 对 于检 测半 导体材 料 的光特 性是 一 个 有 力而 又无破 坏 的技 术 ，根 据放 射 特征 光谱 分 析 可获 取 材料 的掺 杂 杂质 种类 、 能 隙大小 、化 合物 中的组 成成 分 、 载流 子 寿命等 重要 讯 息 。文 中从 硬 件 和 软 件 两 个方 面 进行 阐述 ．着 重 于光 荧光 光 谱 测 试 系统设 计 ， 完成 测 量 光谱 范 围达 到 ２０ ２０ｎ ０ — ０ ０ ｍ，测 试精 度 达到 ｌ Ａ （ ） ｎ １ ，克服 了传 统 测 试 系统 灵敏 度 不 高、测 试 光谱 范 围有 Ｖ
度 达 到 ｌＡ （Ｉ ） ｎ Ｉ Ｖ 。此外 ，还 可 以将 系统 扩 展 到对 ￣
二 维光谱 ［ ４ ／ 的研究 。
波 长 长 ，在 可 见 光 波 段） 。具 有 这 种 性 质 的 出射 光 被 称 之 为 荧 光 。 光 荧 光 光 谱 ｆ ｈ ｔ ｕ ｉｅ— Ｐ ｏｏ ｍ ｎ ｓ ｌ ｃｎ ｅ ｅ ｃ ，简 称Ｐ ） Ｌ ，指 物质 吸 收 光 子 后 重 新 辐 射 出
一
般 为 ３０ １０ｎ ５ — ８ ０ ｍ。本 系统 设 计 对 这 两 项 指 标 进
收 稿 Ｅ 期 ：０１－１ — ９ ｔ ２ １ ２ ０
图１ 光 荧光 光 谱 测 试 系统 总体 框 图
玟 不 父 ． 侃 １１ 硬 件 设 计 ．
由于 硬 件 部 分用 到２ 台单 色 仪 和 １ 锁相 放 大 台 器 ，共 需 要 三 个 串 口同 时与 计 算 机 通 信 ．所 以 系
限的缺 点 。
关键字 ：光 荧光 ：系统设计 ；光谱 特性
当某 种 常 温 物 质 经 某 种 波 长 的 入 射 光 照 射
后 ，原 子 或 电 子 吸收 光 能 后 进 入 激 发态 ，并 且 立 即退 激 发 并 发 出 出射 光 ｆ 常 波 长 比入 射 光 的 的 通
行 突 破 ，测 量 光 谱 范 围 达 到２ ０ ２ ０ ｎ ０ — ０ ０ ｍ，测 试 精
示。
光 荧 光 的 测 试 原 理 是 以激 光 器 为 激 发 光 源 。 光 照 射 到 半 导 体 样 品后 被 样 品 吸收 产 生 非 平衡 的 电 子—— 空 穴 对 ， 电 子 和 空 穴 经 过 弛 豫 、扩 散 、 复 合 等物 理 过程 最后 发 射 出反 映样 品特 性 的荧 光 。 因此 通 过 测 量 可 以确定 材 料 发 光 波 长 、发 光 强 度 等 物 理 特 性 ，并 通 过 光谱 曲线 可 以分 析 掺 杂 杂 质 种 类 、能 隙 大 小 、化 合 物 中 的组 成 成 分 ，载 流子 寿 命 等 重 要 信 息 。由 于室 温 光 荧 光 测试 方 法操 作 简 便 ，准 确 无 损 害 ，因 此 在 物 理 学 、材 料 科 学 、 化 学 及 分 子 生 物 学 等领 域 获 得 了广 泛 的应 用 。 目 前 国 内的Ｐ 测 试 系 统 灵敏 度 不 高 ，测 试 光 谱 范 围 Ｌ
Ｓ ８ ０ 相 放大 器 采用 标 准 的Ｒ ２ ２ 口 ，能 与Ｐ Ｒ ３锁 Ｓ３ 接 Ｃ
由氙 灯 光 源 放 射 出强 复 合 光 ，经 由激 发 单 色 仪 分 光 进 入 样 品 室 ，照射 样 品产 生 荧 光 ，荧 光进 入发 射单 色 仪后 由光 电倍增 管 和锁 相放 大器 检 测 、 放 大 ，将 光 信 号 转 换成 电压 信 号 ，最 后进 入 计算
技术
》》》
ｄ ｉ ０３ ６Ｑ ｉ ｎ１ ６ － ７ ５２ １ ．３０ ２ ｏ： ． ９ ． ｓ ． ３ ４ ９ ． ２０ ．１ １ ９ ｓ ５ ０
光荧光 ’ ’光谱 测试系统设计
郑 大 坤 ，邹 继 军
（ 东华理 工 大学机械 与 电子 工程 学院 ， ３ ４ ０ ） ４ ０ ０
（１具体 工作 流程 ２
多 线程 设 置 ，完成 多 串 口的通 信 设计 。 １ 计 主 。设 要 包 括Ｐ 机和 单 色仪 之 间 的通 信 和Ｐ 机 和 锁相 放 Ｃ Ｃ
大 器 之 间 的通 信 。Ｐ 机 与 光 栅单 色 仪 之 间 的通 信 Ｃ
方 式 采 用 串 口通 信 。参 考 单 色 仪 的通 信 协 议 ，我 们 在 Ｏ Ｃ ｉＣ ｒ ｎ 函数 中 实 现 对 单 色 仪 的 控 制 。 ｎ ａ ｉｕｒ ｔ ｊ ｅ
统 采 用 Ｃ ｅｉ Ｐ ｒ串 口类 ，并 调用 了Ａ Ｉ Ｓ ｒ ｌｏｔ ａ Ｐ 函数 完 成
ｆ１系统 主要 硬件 选择 １ 采 用 氙 灯 光 源 ｆＩＸ ０ ／Ｉ ｘ ｏ ２ ，７Ｓ 系 ７Ｌ ５ ０７Ｐ ５ ０ １ ＩＷ 列 多 光 栅 扫描 单 色 仪２ 台和 Ｓ ８ ０ 相 放 大 器 以及 Ｒ ３锁 光 电倍增 管 。
机 方 便 地 实 现 数 据 通信 ，以读 出仪 器 内置 存储 缓 冲器 中的数据 。通 信 串 口设 置界面 如 图３ 所示 。
光 子 的过程 ［。
１ 光 荧 光光 谱 测 试 系统 设 计
测 试 系 统 主 要 由７Ｌ ５ ０ 灯 光 源 、７Ｓ ｌ ＩＸ ０ 氙 ＩＣ 样 品室 、７Ｓ ０ 多 光栅 扫 描 单 色仪 、光 电倍 增 管 、 ＩＷ３ １ Ｓ ８ ０ 相放 大器 与计 算 机控制 系统组 成 。根 据荧 Ｒ ３锁 光光谱 测试 系统 的实 际要 求 ，用Ｖ ＋ ６０ Ｃ ＋ ．编写 光荧 光 光 谱 测 试 系 统 的测 试 软 件 ．系 统 框 图如 图wk.baidu.com１ 所
摘 要 ：光 荧光 ｆｈ ｔ ｕ ｉｅｃｎ ｅ Ｌ Ｐ ｏｏ ｍ ｎ ｓｅ ｃ ，ｅ ）是 材料 吸 收光 子后 的一 种 自发放 射 。 由于光 荧光光 ｌ 谱 对 于检 测半 导体材 料 的光特 性是 一 个 有 力而 又无破 坏 的技 术 ，根 据放 射 特征 光谱 分 析 可获 取 材料 的掺 杂 杂质 种类 、 能 隙大小 、化 合物 中的组 成成 分 、 载流 子 寿命等 重要 讯 息 。文 中从 硬 件 和 软 件 两 个方 面 进行 阐述 ．着 重 于光 荧光 光 谱 测 试 系统设 计 ， 完成 测 量 光谱 范 围达 到 ２０ ２０ｎ ０ — ０ ０ ｍ，测 试精 度 达到 ｌ Ａ （ ） ｎ １ ，克服 了传 统 测 试 系统 灵敏 度 不 高、测 试 光谱 范 围有 Ｖ
度 达 到 ｌＡ （Ｉ ） ｎ Ｉ Ｖ 。此外 ，还 可 以将 系统 扩 展 到对 ￣
二 维光谱 ［ ４ ／ 的研究 。
波 长 长 ，在 可 见 光 波 段） 。具 有 这 种 性 质 的 出射 光 被 称 之 为 荧 光 。 光 荧 光 光 谱 ｆ ｈ ｔ ｕ ｉｅ— Ｐ ｏｏ ｍ ｎ ｓ ｌ ｃｎ ｅ ｅ ｃ ，简 称Ｐ ） Ｌ ，指 物质 吸 收 光 子 后 重 新 辐 射 出
一
般 为 ３０ １０ｎ ５ — ８ ０ ｍ。本 系统 设 计 对 这 两 项 指 标 进
收 稿 Ｅ 期 ：０１－１ — ９ ｔ ２ １ ２ ０
图１ 光 荧光 光 谱 测 试 系统 总体 框 图
玟 不 父 ． 侃 １１ 硬 件 设 计 ．
由于 硬 件 部 分用 到２ 台单 色 仪 和 １ 锁相 放 大 台 器 ，共 需 要 三 个 串 口同 时与 计 算 机 通 信 ．所 以 系
限的缺 点 。
关键字 ：光 荧光 ：系统设计 ；光谱 特性
当某 种 常 温 物 质 经 某 种 波 长 的 入 射 光 照 射
后 ，原 子 或 电 子 吸收 光 能 后 进 入 激 发态 ，并 且 立 即退 激 发 并 发 出 出射 光 ｆ 常 波 长 比入 射 光 的 的 通
行 突 破 ，测 量 光 谱 范 围 达 到２ ０ ２ ０ ｎ ０ — ０ ０ ｍ，测 试 精
示。
光 荧 光 的 测 试 原 理 是 以激 光 器 为 激 发 光 源 。 光 照 射 到 半 导 体 样 品后 被 样 品 吸收 产 生 非 平衡 的 电 子—— 空 穴 对 ， 电 子 和 空 穴 经 过 弛 豫 、扩 散 、 复 合 等物 理 过程 最后 发 射 出反 映样 品特 性 的荧 光 。 因此 通 过 测 量 可 以确定 材 料 发 光 波 长 、发 光 强 度 等 物 理 特 性 ，并 通 过 光谱 曲线 可 以分 析 掺 杂 杂 质 种 类 、能 隙 大 小 、化 合 物 中 的组 成 成 分 ，载 流子 寿 命 等 重 要 信 息 。由 于室 温 光 荧 光 测试 方 法操 作 简 便 ，准 确 无 损 害 ，因 此 在 物 理 学 、材 料 科 学 、 化 学 及 分 子 生 物 学 等领 域 获 得 了广 泛 的应 用 。 目 前 国 内的Ｐ 测 试 系 统 灵敏 度 不 高 ，测 试 光 谱 范 围 Ｌ
Ｓ ８ ０ 相 放大 器 采用 标 准 的Ｒ ２ ２ 口 ，能 与Ｐ Ｒ ３锁 Ｓ３ 接 Ｃ
由氙 灯 光 源 放 射 出强 复 合 光 ，经 由激 发 单 色 仪 分 光 进 入 样 品 室 ，照射 样 品产 生 荧 光 ，荧 光进 入发 射单 色 仪后 由光 电倍增 管 和锁 相放 大器 检 测 、 放 大 ，将 光 信 号 转 换成 电压 信 号 ，最 后进 入 计算
技术
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ｄ ｉ ０３ ６Ｑ ｉ ｎ１ ６ － ７ ５２ １ ．３０ ２ ｏ： ． ９ ． ｓ ． ３ ４ ９ ． ２０ ．１ １ ９ ｓ ５ ０
光荧光 ’ ’光谱 测试系统设计
郑 大 坤 ，邹 继 军
（ 东华理 工 大学机械 与 电子 工程 学院 ， ３ ４ ０ ） ４ ０ ０
（１具体 工作 流程 ２
多 线程 设 置 ，完成 多 串 口的通 信 设计 。 １ 计 主 。设 要 包 括Ｐ 机和 单 色仪 之 间 的通 信 和Ｐ 机 和 锁相 放 Ｃ Ｃ
大 器 之 间 的通 信 。Ｐ 机 与 光 栅单 色 仪 之 间 的通 信 Ｃ
方 式 采 用 串 口通 信 。参 考 单 色 仪 的通 信 协 议 ，我 们 在 Ｏ Ｃ ｉＣ ｒ ｎ 函数 中 实 现 对 单 色 仪 的 控 制 。 ｎ ａ ｉｕｒ ｔ ｊ ｅ
统 采 用 Ｃ ｅｉ Ｐ ｒ串 口类 ，并 调用 了Ａ Ｉ Ｓ ｒ ｌｏｔ ａ Ｐ 函数 完 成
ｆ１系统 主要 硬件 选择 １ 采 用 氙 灯 光 源 ｆＩＸ ０ ／Ｉ ｘ ｏ ２ ，７Ｓ 系 ７Ｌ ５ ０７Ｐ ５ ０ １ ＩＷ 列 多 光 栅 扫描 单 色 仪２ 台和 Ｓ ８ ０ 相 放 大 器 以及 Ｒ ３锁 光 电倍增 管 。