MAPS显微荧光及寿命谱

显微荧光及荧光寿命 PL\Lifetime Mapping

光谱原理

1、光路基本原理：

白光科勒照明光路显微成像观察和寻找样品；激发光平行入射经物镜聚焦在样品上（点激发），或经K空间变换经物镜后变成平行光入射到样品表面（宽场激发）；样品发射的荧光经收集光路收集荧光信号进入光谱仪进行成像或者拍谱，或荧光进入单光子探测器进行荧光寿命采集。

2、数据处理及意义：

1）荧光光谱（PL）反映的是样品中电子被短波长激发到激发态后，从激发态（激子态）跃迁到基态并发射出光子的过程，即单光子下转换过程（比如400nm激发650nm荧光发射）；

2）荧光扫描（PL Mapping）反映的是样品不同区域点在同一波长下荧光发射强度的变化，PL Mapping图上每一点强度对应的是单一峰位峰值或者整个峰位波段的积分强度；

3）荧光寿命谱（PL Lifetime）反映的是被激发到激发态的电子弛豫到基态所需的时间，即激发态载流子浓度随时间的演化过程n(t)=n₀∗e^−τ∕t,其中τ就是指荧光寿命，即载流子浓度衰减到原始浓度e^-1时所需时间；

4）荧光寿命扫描（PL Lifetime Mapping）反映的是样品不同区域点在同一波长下荧光寿命的变化，PL Lifetime Mapping图上每一点强度对应的是该发射波长激子的寿命。

3、光谱表征：

表征样品上不同点在点激发或宽场激发下的荧光发射强调及寿命，同时还能表征载流子的扩散过程（点激发），包括载流子扩散速率及扩散过程成像。

4、可测试条件：

样品结构>1um，激发波长范围：400~1000nm，测量波长范围400~1100nm，光谱分辨率>0.5nm，寿命测量范围100ps~1ms，寿命分辨率100ps，Mapping最小扫描步长0.2um，最大扫描范围50mm*50mm。