本發(fā)明涉及光檢測，尤其涉及的是一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、塞曼效應(yīng)為發(fā)光材料在激發(fā)光和磁場的作用下激發(fā)態(tài)能級發(fā)生分裂，從簡并態(tài)到非簡并態(tài)的過程。由于不同能級對應(yīng)的軌道角動量不同，被測材料更高能態(tài)被激發(fā)回到基態(tài)時發(fā)射左旋/右旋圓偏振光，而且較低能態(tài)被激發(fā)回到基態(tài)時發(fā)射右旋/左旋圓偏振光，二者能量不同，通過測量左右旋圓偏振能級差定量得到塞曼分裂能量差。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的圓偏振發(fā)光光譜儀器通過測量左右旋圓偏振光的強度差譜和熒光總強度譜，進而利用發(fā)光不對稱因子來表征塞曼效應(yīng)，但是若激光光源過強，則容易損傷探測器、可能影響探測器的使用壽命，并且圓偏振發(fā)光光譜儀器無法滿足材料磁光性質(zhì)分析研究的靈活性需求。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于進一步的改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中使用圓偏振發(fā)光光譜儀無法滿足對材料磁光性質(zhì)靈活性測試分析的需求。

2、第一方面，本實施例提供了一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其中，包括：光源模組、磁性樣品臺、信號測試端和光譜分析端；

3、所述磁性樣品臺位于所述光源模組的發(fā)射光路上，所述光源模組發(fā)出的激發(fā)光照射到所述磁性樣品臺上，位于磁性樣品臺上的樣品受激發(fā)發(fā)出圓偏振光；其中，所述樣品為磁圓偏振發(fā)光材料；

4、所述信號測試端，設(shè)置在所述樣品發(fā)出圓偏振光的光路上，所述圓偏振光輸入至所述信號測試端，經(jīng)過信號測試端進行不同偏振方向調(diào)整后，得到左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜；

5、所述光譜分析端，與所述信號測試端相連接，獲取左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜，并基于左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜確定出樣品的塞曼效應(yīng)測試結(jié)果。

6、可選地，所述光源模組中激發(fā)光的傳輸方向與輸入至所述信號測試端的圓偏振光的輸入方向之間呈預(yù)設(shè)角度值，該預(yù)設(shè)角度非平角。

7、可選地，所述光源模組為窄帶寬線偏振光源模組或圓偏振光源模組。

8、可選地，所述光源模組包括：依次排列的發(fā)光光源、帶通濾波片、第一偏振片和透鏡組件；或者所述光源模組包括：依次排列的發(fā)光光源、帶通濾波片、第一偏振片、第一1/4波片和透鏡組件；

9、所述發(fā)光光源為激光器或led連續(xù)光源，用于發(fā)出連續(xù)光；

10、所述帶通濾波片接收光源發(fā)出的連續(xù)光，并對所述連續(xù)光進行波長過濾處理，將熒光發(fā)射波段相同波長的光濾除，避免其進入后續(xù)光路，引入背景，輸出窄帶寬的過濾光；所述第一偏振片接收所述過濾光，對所述過濾光進行偏振調(diào)制后，輸出線偏振光；

11、所述第一偏振片輸出的線偏振光輸入至透鏡組件，得到透鏡組件輸出的激發(fā)光；

12、或者，所述第一偏振片輸出的線偏振光輸入至第一1/4波片，得到所述第一1/4波片輸出的圓偏振光；

13、所述第一1/4波片輸出的圓偏振光輸入至透鏡組件，得到透鏡組件輸出的激發(fā)光。

14、可選地，所述透鏡組件包括：依次排列的第一透鏡、出光筒、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡；

15、所述線偏振光或圓偏振光依次經(jīng)過第一透鏡、出光筒、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡輸出。

16、可選地，所述磁性樣品臺包括：固定架，位于所述固定架上方的兩片相對的永磁體和樣品槽；所述兩片相對的永磁體之間呈中空結(jié)構(gòu)，所述樣品槽位于所述永磁體之間的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)。

17、可選地，所述樣品槽為塑料凹槽，所述永磁體的片數(shù)為兩片，所述塑料凹槽嵌入到兩片永磁體中間。

18、可選地，所述信號測試端包括：第五透鏡、第二1/4波片、第二偏振片、光纖準直器和光纖光譜儀；

19、所述第五透鏡，用于接收所述圓偏振光，并對所述圓偏振光聚焦后，輸出至第二1/4波片；

20、所述第二1/4波片，用于將輸入的樣品發(fā)出的圓偏振熒光轉(zhuǎn)換成線偏振熒光，輸出至所述第二偏振片；

21、所述第二偏振片，用于對所述線偏振光進行不同角度的偏振篩選分別輸出左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的線偏振光，所述左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的線偏振光輸入至光纖準直器；

22、所述光纖準直器，用于對接收到的左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的線偏振光進行準直處理，并將準直處理后的熒光信號輸入至光纖光譜儀；

23、所述光纖光譜儀，用于接收準直處理后的熒光信號，得到左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜。

24、可選地，所述光譜分析端，用于獲取所述左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜，基于左旋熒光發(fā)射光譜和右旋熒光發(fā)射光譜的峰值波長計算得到塞曼分裂能量差。

25、第二方面，本實施例公開了一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試方法，其中，所述塞曼效應(yīng)測試方法包括：

26、光源模組發(fā)出的激發(fā)光照射到磁性樣品臺上，位于磁性樣品臺上的樣品受激發(fā)發(fā)出圓偏振光；其中，所述樣品為磁圓偏振發(fā)光材料；

27、所述圓偏振光輸入至信號測試端，經(jīng)過信號測試端進行不同偏振方向調(diào)整后，得到對應(yīng)于左旋圓偏振和右旋圓偏振的熒光發(fā)射光譜；

28、光譜分析端獲取對應(yīng)于左旋圓偏振和右旋圓偏振的熒光發(fā)射光譜，并基于左旋圓偏振熒光光譜和右旋圓偏振熒光光譜確定出樣品的塞曼效應(yīng)測試結(jié)果。

29、有益效果，本發(fā)明提供了一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)通過光源模組發(fā)出的線偏振或圓偏振激發(fā)光照射到磁性樣品臺上的樣品表面，樣品受激發(fā)發(fā)出圓偏振熒光；圓偏振熒光輸入至所述信號測試端，經(jīng)過信號測試端進行不同偏振方向篩選后，得到左旋圓偏振和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜；利用光譜分析端對左旋圓偏振光的熒光發(fā)射光譜和右旋圓偏振光的熒光發(fā)射光譜進行分析，確定出樣品的塞曼效應(yīng)測試結(jié)果。本發(fā)明系統(tǒng)及方法可以根據(jù)測量得到的塞曼效應(yīng)測試結(jié)果得到樣品對應(yīng)的磁光性能，為對樣品所對應(yīng)材料的全面了解及使用提供了保障。進一步地，本實施系統(tǒng)及方法可以提供較為廣泛的測試參數(shù)調(diào)整范圍，并且各個元件可以靈活調(diào)整，使用方便，易于實現(xiàn)，不僅可以提供高效效率的測試，而且可以提高測試數(shù)據(jù)的準確性。

技術(shù)特征：

1.一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：光源模組、磁性樣品臺、信號測試端和光譜分析端；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模組中激發(fā)光的傳輸方向與輸入至所述信號測試端的圓偏振光的輸入方向之間呈預(yù)設(shè)角度值，該預(yù)設(shè)角度非平角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模組為窄帶寬線偏振光源模組或圓偏振光源模組。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模組包括：依次排列的發(fā)光光源、帶通濾波片、第一偏振片和透鏡組件；或者，所述光源模組包括：依次排列的發(fā)光光源、帶通濾波片、第一偏振片、第一1/4波片和透鏡組件；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組件包括：依次排列的第一透鏡、出光筒、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性樣品臺包括：固定架，位于所述固定架上方的至少兩片相對的永磁體和樣品槽；所述至少兩片相對的永磁體之間呈中空結(jié)構(gòu)，所述樣品槽位于所述永磁體之間的中空結(jié)構(gòu)中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品槽為塑料凹槽，所述永磁體的片數(shù)為兩片，所述塑料凹槽嵌入到兩片永磁體之間的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號測試端包括：第五透鏡、第二1/4波片、第二偏振片、光纖準直器和光纖光譜儀；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜分析端，用于獲取所述左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜，基于左旋熒光發(fā)射光譜和右旋熒光發(fā)射光譜的峰值波長計算得到塞曼分裂能量差。

10.一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)，所述塞曼效應(yīng)測試方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種磁圓偏振發(fā)光材料的塞曼效應(yīng)測試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)將樣品放置到磁性樣品臺上，光源模組發(fā)出的激發(fā)光照射到磁性樣品臺上的樣品表面，樣品受激發(fā)發(fā)出圓偏振光；圓偏振光輸入至所述信號測試端，經(jīng)過信號測試端進行不同偏振方向篩選后，得到左旋圓偏振光和右旋圓偏振光對應(yīng)的熒光發(fā)射光譜；利用光譜分析端對左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的熒光發(fā)射光譜進行分析，確定出樣品的塞曼效應(yīng)測試結(jié)果。本系統(tǒng)及方法可以提供較為廣泛的測試參數(shù)調(diào)整范圍，并且系統(tǒng)中的各個元件可以靈活調(diào)整，使用方便，易于實現(xiàn)，在提供高效率測試的同時，可以提高測試數(shù)據(jù)的準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘錦輝,邵斯茹,楊金,黃宗營
受保護的技術(shù)使用者：南方科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30