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原文传递光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置和测量方法

专利名称：	光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置和测量方法
摘要：	本发明涉及光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置和测量方法。该装置由主控电脑与主控电路箱、激发光源、波长调谐器、光路折叠器I、可控电场样品仓顺序连接；主控电路箱与探测光源、光路折叠器Ⅱ、可控电场样品仓相连接；主控电路箱通过电场调节器调节可控电场样品仓电场照射在可控电场样品仓与单色仪、光强探测器、高速数据采集卡与主控电脑相连接。其测量方法为设置电场工作模式及强度，该装置可分为脉冲、稳态以及零电场三种模式。电场模式下，激发光源发出的光束使样品达到电子激发态；探测光源发出的脉冲白光经样品后强度信号反馈至高速数据采集卡并转换成光谱。本发明配备电场调节器，能获得多种模式下高信噪比的光谱数据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	中国科学院大连化学物理研究所
发明人：	韩克利;冯培;杨阳;刘建勇
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201810057756.8
公开号：	CN110068555A
代理机构：	沈阳科苑专利商标代理有限公司
代理人：	许宗富
分类号：	G01N21/63(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	116023 辽宁省大连市中山路457号
主权项：	1.光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于，包括控制反应电路和光谱采集电路；所述控制反应电路包括：主控电脑(1)连接主控电路箱(2)，主控电路箱(2)输出三路支路，一路经探测光源(11)、光路折叠器Ⅱ(12)发出探测光束(19)至可控电场样品仓(6)，一路经激发光源(3)、波长调谐器(4)、光路折叠器I(5)发出激发光束(18)至可控电场样品仓(6)，一路经电场调节器(10)控制可控电场样品仓(6)的工作电压；所述光谱采集电路包括：主控电脑(1)分别连接主控电路箱(2)、单色仪(7)，单色仪(7)采集可控电场样品仓(6)的光谱，并且单色仪(7)经光强探测器(8)、高速数据采集卡(9)连接至主控电脑(1)；主控电路箱(2)连接高速数据采集卡(9)。 2.根据权利要求1所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于：所述可控电场样品仓(6)包括：用于盛装样品和导电溶液的电解池(13)，电解池(13)中设置工作电极(14)、参比电极(16)和对电极(17)，且上述三个电极上端连接电场调节器(10)，所述工作电极(14)下端的导电玻璃(15)同时接受激发光束(18)和探测光束(19)使得电解池(13)内的样品进行反应。 3.根据权利要求1所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于：所述探测光源(11)的发光口与可控电场样品仓(6)中的样品、单色仪(7)入射口位置呈一直线。 4.根据权利要求1所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于：所述激发光束(18)与探测光束(19)垂直。 5.根据权利要求1-4任意一项所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于：所述主控电路箱(2)为八通道数字延时脉冲发生器。 6.根据权利要求1-4任意一项所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于：所述探测光源(11)为脉冲氙灯光源；所述激发光源(3)为激光器发出的光源；所述光路折叠器I(5)、光路折叠器Ⅱ(12)均为直角棱镜；波长调谐器(4)为光学参数震荡器；所述电场调节器(10)为多路输出直流可调电源。 7.根据权利要求1-4任意一项所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量装置，其特征在于：所述单色仪(7)为光栅单色仪；光强探测器(8)为光电倍增管；高速数据采集卡(9)为混合域示波器。 8.光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：主控电脑(1)输出指令设定单色仪(7)的探测波长；步骤2：主控电脑(1)通过控制主控电路箱(2)发出两路相同的频率信号I、II分别触发探测光源(11)和激发光源(3)工作，主控电路箱(2)发出频率信号III触发电场调节器(10)对可控电场样品仓(6)的电场进行设置，同时主控电路箱(2)发出频率信号IV触发数据采集卡(9)记录光谱数据；步骤3：激发光源(3)经波长调谐器(4)、光路折叠器I(5)发出的激发光束(18)照射在可控电场样品仓(6)内的样品上使其到达电子激发态；同时电场调节器(10)输出电场信号给设置在电解池(13)中的工作电极(14)、参比电极(16)和对电极(17)控制可控电场样品仓(6)的电场；高速数据采集卡(9)接收频率信号IV作为时间分辨光谱数据的零点时刻；探测光源(11)发出的探测光束(19)经过光路折叠器II(12)穿过样品后，经过单色仪(7)被光强探测器(8)采集，该探测光强度信号反馈至高速数据采集卡(9)并最终反馈给主控电脑(1)；步骤4：重复步骤2～步骤3，将高速数据采集卡(9)多次采集的探测光强度信号取平均值；步骤5：重新设定单色仪(7)的探测波长并重复步骤2～步骤4，将高速数据采集卡(9)采集得到的不同探测波长时的探测光强度信号平均值转换成吸收和发射光谱，得到电子光谱。 9.根据权利要求8所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量方法，其特征在于：所述步骤3中的主控电路箱(2)发出频率信号III触发电场调节器(10)对可控电场样品仓(6)的电场进行设置，包括：对电场工作模式及电场强度的设置；所述电场工作模式包括脉冲电场模式、稳态电场模式、零电场模式；所述脉冲电场模式的电场为脉冲电场；所述稳态电场模式为预设的稳态值电场；所述零电场模式为电场强度为零。 10.根据权利要求8所述的光电双激发纳秒时间分辨的电子光谱测量方法，其特征在于：所述频率信号II相对于频率信号I延时；所述频率信号IV相对于频率信号I延时；所述频率信号II与频率信号III同步。
所属类别：	发明专利