專利名稱：材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料發(fā)光特性的分析測試方法及裝置，主要是材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法及裝置。
背景技術(shù)：
組合方法是一種用于材料研究的新方法。采用這一方法篩選新材料時，每次可在一個基片上制備大量不同組分的材料樣品，構(gòu)成一個龐大而密集的材料樣品陣列，即材料樣品庫(又稱材料芯片)。在這樣的組合材料樣品庫上，不僅每個樣品的尺寸很小(可能是面積不足1平方毫米、厚度不足1微米的薄膜)，而且樣品的數(shù)量很多(可達(dá)1000，甚至10000個)、密度很高(可達(dá)100-1000樣品/平方厘米)。為了實現(xiàn)有效的篩選，需要對樣品庫上每個樣品的性能進(jìn)行快速的測試分析，從而在較短的時間內(nèi)判斷優(yōu)良材料的配方。如果采用常規(guī)的測試手段，逐一對材料樣品庫上的每個樣品進(jìn)行測試分析，會耗費很長的時間，使篩選工作變得不切實際。以1英寸見方上32×32＝1024個發(fā)光樣品的材料樣品庫為例，如果每個樣品光譜的采集時間為半小時左右，則整個測試約需21天。因此，將組合方法用于發(fā)光材料的研究，需要一種快速的發(fā)光特性記錄方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種組合式材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法及裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種用于材料樣品庫上的材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法，先用材料發(fā)光光波的激發(fā)源激發(fā)材料樣品庫上的所有樣品，使材料樣品庫上的每個樣受激發(fā)產(chǎn)生發(fā)光光波，再經(jīng)光學(xué)成像后，用光學(xué)記錄器記載材料樣品庫上每個樣品發(fā)出的光波。激發(fā)源可以采用激發(fā)光源照射整個光致發(fā)光材料樣品庫，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的光致發(fā)光光波，然后利用光學(xué)成像和記錄裝置對這些光波進(jìn)行記錄?；蛘?，采用激發(fā)電源將電場加載到電致發(fā)光材料樣品庫所有的樣品上，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的電致發(fā)光光波，然后利用光學(xué)成像和記錄裝置對這些光波進(jìn)行記錄。
或者，采用激發(fā)電子束快速掃描陰極射線發(fā)光材料樣品庫上的各個樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的陰極射線發(fā)光光波，然后利用光學(xué)成像和記錄裝置對這些光波進(jìn)行記錄。
一種實施材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法的裝置，由材料發(fā)光光波的激發(fā)源、樣品架6、成像鏡頭10和光學(xué)記錄器12組成，在樣品架6上放置材料樣品庫，材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架6、成像鏡頭10和光學(xué)記錄器12設(shè)在工作臺上，成像透鏡10及光學(xué)記錄器12位于樣品受激發(fā)后所產(chǎn)生的發(fā)光光波的光路上。根據(jù)所采用的激發(fā)源的具體情況，本發(fā)明的技術(shù)解決方案可以采用下述三種方案第一整個裝置由激發(fā)光源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，置于同一工作平臺上；固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架上，樣品架位于激發(fā)光源的照射面，成像鏡頭和光學(xué)記錄器則位于樣品的出射光路上。
上述方案中，托架及樣品架為透光結(jié)構(gòu)，成像鏡頭和光學(xué)記錄器則位于樣品的透射光路上；或者，樣品架上還設(shè)置可調(diào)角度的機(jī)構(gòu)，成像鏡頭和光學(xué)記錄器則位于樣品的出射光路或/和透射光路上。
第二整個裝置由激發(fā)電源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，置于同一工作平臺上；固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架上，樣品庫上各樣品的激發(fā)電極位于樣品的兩側(cè)，將樣品夾在兩電極之間，兩電極中至少有一個是透光的，所有樣品的電極同時和電源相連接；成像鏡頭和光學(xué)記錄器則面對透光電極，位于樣品的出射光路或/和透射光路上。
第三整個裝置由帶有聚焦和快速掃描電場或掃描磁場的陰極射線源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，置于同一工作平臺上；固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架上，樣品架位于陰極射線源所形成的激發(fā)電子束的掃射面；樣品與樣品庫基片以及樣品架之間電導(dǎo)通，樣品架和陰極射線源共同接地；成像鏡頭和光學(xué)記錄器則位于樣品的出射光路或/和透射光路上。
上述方案中，光學(xué)記錄器可以用光學(xué)照相底片、彩色CCD或帶濾光片組的單色CCD。
也就是說，本發(fā)明是將激發(fā)源(包括激發(fā)光源、激發(fā)電源、激發(fā)電子束等)與面發(fā)光樣品的彩色成像或光譜成像技術(shù)結(jié)合起來，并用于材料樣品庫上大量微小樣品發(fā)光特性的快速記錄，配合計算機(jī)分析系統(tǒng)，可以極大地提高組合方法研究材料發(fā)光性能的速度。
本發(fā)明是基于以下原理提出的當(dāng)發(fā)光材料受到合適的能量激發(fā)時，材料本身會被激發(fā)出反映其特性的光波。根據(jù)此原理，若以合適的激發(fā)光源同時照射整個光致發(fā)光材料樣品庫，或通過激發(fā)電源將合適的電場加載在整個電致發(fā)光材料樣品庫上，或通過激發(fā)電子束快速掃描陰極射線發(fā)光材料樣品庫上的各個樣品，樣品庫上的各個樣品就會根據(jù)其本身的特性被激發(fā)出不同的光波，利用光學(xué)成像和記錄裝置同時對這些光波進(jìn)行記錄，即可反映出樣品庫上各個樣品的發(fā)光特性，從而一次性完成樣品庫上所有材料的發(fā)光特性測量。
這一過程可采用以下具體結(jié)構(gòu)的裝置來實現(xiàn)如果組合篩選光致發(fā)光材料，整個裝置由激發(fā)光源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，置于同一工作平臺上；固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架上，樣品架位于激發(fā)光源的照射面，成像鏡頭和光學(xué)記錄器則位于樣品的出射光路(即樣品表面直接向外發(fā)射光波的光路)上，對樣品受激發(fā)后所產(chǎn)生的光波進(jìn)行記錄，托架及樣品架一般為非透光結(jié)構(gòu)(若為透光結(jié)構(gòu)亦可)。其中的激發(fā)光源可以是流氣式空心陰極燈、紫外燈、激光器或X射線發(fā)生器等。當(dāng)需要采用真空紫外光激發(fā)材料樣品庫時，可采用流氣式空心陰極燈，此時應(yīng)配合真空光學(xué)腔及適當(dāng)?shù)呐錃庀到y(tǒng)、抽氣系統(tǒng)使用。當(dāng)需要采用紫外光激發(fā)材料樣品庫時，則可采用紫外燈，無需真空系統(tǒng)，只需用適當(dāng)濾光片濾出相應(yīng)的輻射波段照射樣品?；蛘?，可直接選用所需波段的激光器作為激發(fā)光源，如果激光器的光束較小，可在光路上加裝擴(kuò)束裝置，使得光束可以同時照射整個材料樣品庫。當(dāng)需要采用X射線激發(fā)材料樣品庫時，則可采用X射線發(fā)生器，無需真空系統(tǒng)，用適當(dāng)?shù)腦射線濾光片濾出相應(yīng)波段的輻射照射樣品。
若上述方案中，托架及樣品架為透光結(jié)構(gòu)(例如中空的框架結(jié)構(gòu)，或采用透光材料制作的平板結(jié)構(gòu))，則成像鏡頭和光學(xué)記錄器也可以位于樣品的透射光路(即樣品透過基片向外發(fā)射光波的光路)上，此時樣品庫基片亦應(yīng)采用透光材料制作?；蛘撸瑯悠芳苌线€設(shè)置可調(diào)角度的機(jī)構(gòu)，成像鏡頭和光學(xué)記錄器則可位于樣品的出射光路或/和透射光路上，根據(jù)需要自選、只要便于記錄即可。
如果組合篩選電致發(fā)光材料，則將樣品庫上各個樣品的激發(fā)電極與激發(fā)電源相連即可。整個裝置由激發(fā)電源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，置于同一工作平臺上；固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架上，樣品的激發(fā)電極分別位于樣品的兩側(cè)(即電極將樣品夾在中間，兩電極中至少有一個是透光的)，所有樣品的電極同時和電源相連接將激發(fā)電壓加到所有的樣品電極上，在所有的樣品中形成電場。成像鏡頭和光學(xué)記錄器面對透光電極，位于樣品的出射光路或/和透射光路上(當(dāng)位于透射光路時，透光電極應(yīng)位于樣品庫基片一側(cè)，且樣品庫基片亦透光)。激發(fā)電源可以根據(jù)需要采用可調(diào)電壓的交流或直流電源，以適應(yīng)不同樣品的需要，電壓的峰值應(yīng)高于樣品的激發(fā)閾值、低于樣品的擊穿電壓。
如果組合篩選陰極射線發(fā)光材料，則以激發(fā)電子束快速掃描樣品庫上的每個樣品。整個裝置由帶有聚焦和快速掃描電場或掃描磁場的陰極射線源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，置于同一工作平臺上。此時應(yīng)配合真空光學(xué)腔及適當(dāng)?shù)某闅庀到y(tǒng)使用，使陰極射線源和樣品庫處于真空之中。陰極射線源發(fā)出合適能量的激發(fā)電子束快速掃描樣品庫上的各個樣品。固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架上，樣品架位于電子束的掃射面?？刹捎迷跇悠繁砻嬖O(shè)置密集的金屬格柵的方式(此為通常的顯示器中所采用的技術(shù))或其它合適的方式，使樣品與樣品庫基片以及樣品架之間形成電導(dǎo)通，樣品架和陰極射線源共同接地，使陰極射線源和樣品、樣品架三者形成電子回路，使落到樣品或樣品庫基片上的電子不致積聚阻礙后續(xù)電子的激發(fā)作用。成像鏡頭和光學(xué)記錄器則位于樣品的出射光路或/和透射光路上(同樣，當(dāng)位于透射光路時，樣品庫基片應(yīng)透光)。
在以上裝置中，光學(xué)記錄器可以用光學(xué)照相底片、彩色CCD或帶濾光片組的單色CCD。其中，可以直接利用光學(xué)照相機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)拍攝材料樣品庫發(fā)光所成的彩色像，此時成像鏡頭即為照相機(jī)鏡頭，光學(xué)記錄器即為光學(xué)照相底片或彩色CCD(例如彩色數(shù)碼相機(jī)中的CCD)；當(dāng)采用單色CCD配合一組濾色片使用時，CCD位于鏡頭焦平面處，濾色片可以按一定次序安裝在轉(zhuǎn)輪上，通過手動或機(jī)械裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)輪，使各個波段的濾色片分別處于光路中，這樣就可以拍攝一組由樣品庫上的樣品發(fā)光所形成的各個波長的光譜像，再由計算機(jī)合成出各個樣品的發(fā)光光譜。這樣就可以通過分析樣品庫所成的彩色像或光譜數(shù)據(jù)，篩選出性能良好(如效率高、色純度高)的發(fā)光材料。
綜上所述，本發(fā)明將發(fā)光樣品的面激發(fā)與發(fā)光樣品的彩色成像或光譜成像技術(shù)結(jié)合起來，用于材料樣品庫發(fā)光特性的組合研究，可以極大地提高材料發(fā)光特性的研究速度。利用本發(fā)明，可以同時記錄一個材料樣品庫上大量樣品的發(fā)光情況，以便快速比較、判斷各個樣品的發(fā)光特性，從中篩選出性能優(yōu)良的材料。本發(fā)明實現(xiàn)了真正意義上的材料樣品庫發(fā)光特性的快速篩選。


圖1為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖(以流氣式空心陰極燈、出射光路記錄為例)。
圖2為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)(透射光路記錄部分)示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例中配氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例中活門結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明實施例中樣品架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明實施例中托架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明實驗結(jié)果示例(材料樣品庫彩色發(fā)光照片)。
圖8為采用紫外燈激發(fā)時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為采用激光器激發(fā)時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為組合篩選電致發(fā)光材料時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為采用陰極射線激發(fā)時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1一種用于材料樣品庫上材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法，先用材料發(fā)光光波的激發(fā)源激發(fā)材料樣品庫上的所有樣品，使材料樣品庫上的每個樣品受激發(fā)產(chǎn)生發(fā)光光波，再經(jīng)光學(xué)成像后，用光學(xué)記錄器記載材料樣品庫上每個樣品發(fā)出的光波，具體來說，可以采用激發(fā)光源同時照射整個光致發(fā)光材料樣品庫上的所有樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的光致發(fā)光光波，也可以采用激發(fā)電源將電場加載到整個電致發(fā)光材料樣品庫上的所有樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的電致發(fā)光光波，還可以采用激發(fā)電子束掃描整個陰極射線發(fā)光材料樣品庫上的所有樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的陰極射線發(fā)光光波。
實施例2一種用于材料樣品庫上材料發(fā)光特性的快速分析測試裝置，由材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架6、成像鏡頭10和光學(xué)記錄器12組成，在樣品架6上放置材料樣品庫，材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架6、成像鏡頭10和光學(xué)記錄器12設(shè)在工作臺上，成像透鏡10及光學(xué)記錄器12位于樣品受激發(fā)源激發(fā)后所產(chǎn)生的發(fā)光光波的光路上，具體來說，材料發(fā)光光波激發(fā)源為激發(fā)光源；或者材料發(fā)光光波激發(fā)源為激發(fā)電源，固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架6上，連接于激發(fā)電源的電極32位于樣品平面的兩側(cè)；或者材料發(fā)光光波激發(fā)源為帶有聚焦和快速掃描電場或掃描磁場36的陰極射線源30，樣品架位于陰極射線源所形成的激發(fā)電子束的掃射面；樣品與樣品庫基片以及樣品架之間電導(dǎo)通，樣品架和陰極射線源共同接地，上述光學(xué)記錄器12采用光學(xué)照相底片、彩色CCD或帶濾色片組11的單色CCD。
以真空紫外光致發(fā)光材料樣品庫為例。采用流氣式空心陰極燈1，由配氣系統(tǒng)13輸出的合適氣體經(jīng)過進(jìn)氣口2進(jìn)入陰極燈，并通過抽氣口3由抽氣系統(tǒng)5迅速抽出，以保持燈內(nèi)的真空度。可調(diào)高壓電源向空心陰極燈供電。配氣系統(tǒng)將貯氣鋼瓶14中的He、Ne、Xe等高純氣體經(jīng)過各自的減壓閥15和流量計16后，通過一個多通混氣閥17和管路18進(jìn)行充分混合后進(jìn)入空心陰極燈1。調(diào)節(jié)減壓閥和流量計，可以控制各氣體的配比和燈內(nèi)的壓強(qiáng)，再通過調(diào)節(jié)電源的電壓或電流以獲得需要的激發(fā)波長。氣體在陰極燈的直流高電壓的作用下放電，發(fā)出真空紫外光輻射。燈的出光口為一小孔28，該出光孔同時用作差分抽氣的限流孔。燈的出光口與真空光學(xué)腔4相連。光學(xué)腔的抽氣口3亦與抽氣系統(tǒng)5相連，且盡可能靠近燈的出光口，以便迅速地將由陰極燈出光口流入光學(xué)腔中的氣體抽走，以維持腔中的真空度。也可采用對真空紫外光有較大透過率的氟化鎂片密封陰極燈的出光口，作為陰極燈的窗口，這樣可以將陰極燈中的放電氣體與真空光學(xué)腔隔絕，使真空光學(xué)腔的真空度不受陰極燈內(nèi)氣壓的影響。抽氣系統(tǒng)可采用真空泵(如機(jī)械泵、分子泵等)。光學(xué)腔一般為圓柱體或類似形狀，也是為了便于維持腔中的高真空度。制備好的材料樣品庫固定在托架上，然后通過可以方便快速開合的活門9放置在光學(xué)腔中的樣品架6上，在真空紫外光的照射下材料樣品庫上各個樣品依其自身發(fā)光特性發(fā)出相應(yīng)的光波?；铋T可采用螺旋或卡扣等形式開合。樣品架和托架上有相互配合的定位件(如銷25、孔27和磁性吸塊24)，可以方便地將托架定位，便于更換樣品。樣品架固定在光學(xué)腔中，使樣品架與入射光(即真空紫外激發(fā)光)的方向成一合適的角度，即入射光可以照射到樣品上、同時樣品的出射光路與透光窗口7相適應(yīng)，這樣，樣品被激發(fā)出的光波即可通過透光窗口7、經(jīng)成像鏡頭10成像后，用光學(xué)記錄器12(如光學(xué)照相底片、彩色或單色CCD等)進(jìn)行記錄。透光窗口可采用光學(xué)玻璃制作。透光窗口及活門上應(yīng)設(shè)置合適的密封件(例如彈性封條)以便于維持腔中的真空。
當(dāng)采用透射方式時，樣品架及托架為透光結(jié)構(gòu)(例如透明的或中空的框架)，樣品架上設(shè)置可調(diào)角度的機(jī)構(gòu)(例如轉(zhuǎn)軸26)；將樣品架旋轉(zhuǎn)到正對入射光的方向，即樣品的透射光路與透光窗口8相適應(yīng)，樣品被激發(fā)出的光波即可先透過透明基片、再通過透光窗口8、經(jīng)成像鏡頭10成像后，用光學(xué)記錄器12(如光學(xué)照相底片、彩色或單色CCD等)進(jìn)行記錄。裝置中可以同時設(shè)置出射和透射記錄系統(tǒng)，也可以只設(shè)置其中一種。
光學(xué)記錄器12可以采用光學(xué)照相機(jī)或彩色數(shù)碼照相機(jī)，利用照相底片或彩色CCD直接拍攝樣品庫發(fā)光所成的彩色像；也可采用單色CCD配合一組濾色片11使用，濾色片按一定次序安裝在轉(zhuǎn)輪上，通過手動或機(jī)械裝置(如步進(jìn)電機(jī))驅(qū)動轉(zhuǎn)輪，使各個波段的濾色片分別處于光路中，這樣就可以拍攝一組由樣品庫上的樣品發(fā)光所形成各個波長的光譜像，再由計算機(jī)合成出各個樣品的發(fā)光光譜。這樣就可以通過分析樣品庫所成的彩色像或光譜數(shù)據(jù)，篩選出性能良好(如效率高、色純度高)的真空紫外光致發(fā)光材料。
流氣式空心陰極燈是委托中科院長春光機(jī)所三高技術(shù)公司設(shè)計制作的。高壓電源的最高電壓1300V，最大電流300mA，觸發(fā)脈沖高壓20000V。
陰極燈中可以使用的氣體He，Ne，Ar，N2，Xe及其混合氣體等。
真空光學(xué)腔為不銹鋼制成，直徑為250mm，長度為750mm，樣品與光源的距離應(yīng)保證出光孔中發(fā)出的真空紫外光可以照射到樣品庫上的所有樣品。極限真空為5×10-5Pa。透光窗口為石英玻璃制成，直徑100mm。采用出射系統(tǒng)進(jìn)行光記錄。
抽氣系統(tǒng)的真空泵采用分子泵(KYKY F100/110渦輪分子泵)，機(jī)械泵(富斯特2XZ-8B型旋片機(jī)械泵)用作前級，同時為流氣式空心陰極燈和真空光學(xué)腔抽氣。
活門采用不銹鋼材料，活門蓋20通過鉸鏈21安裝在接口法蘭19上、通過螺栓22及其螺母23開合。樣品架及托架亦為不銹鋼制成，為中空形式，內(nèi)沿尺寸28×28cm2；樣品架和托架上相互配合的定位件采用定位銷25、定位孔27和磁性吸塊24；樣品架的轉(zhuǎn)軸26安裝在真空腔中的固定件上。
成像鏡頭為NIKON F1.2標(biāo)準(zhǔn)照相鏡頭，濾色片為帶通濾色片，帶寬12nm，帶內(nèi)平均透過率大于40％，帶外背景小于1％，從400nm至650nm每10nm一片，在轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動下，先后定位在鏡頭前，以便CCD拍攝材料樣品庫發(fā)光的光譜照片，CCD為美國Roper Scientific的VersArray 512F/TE。用上述鏡頭、濾色片、和CCD組合可以拍攝一組由樣品庫上的樣品發(fā)光所形成的各個波長的光譜像，再由計算機(jī)合成出各個樣品的發(fā)光光譜?；蛘哂脭?shù)碼相機(jī)直接拍攝樣品庫上各個樣品的彩色發(fā)光圖像。
材料樣品庫的基片為拋光的單晶硅片、剛玉陶瓷、寶石或者玻璃等。
如果采用紫外燈、激光器作為激發(fā)光源，則不需要配氣系統(tǒng)和真空光學(xué)腔，記錄部分保持原狀。
對于紫外光源，可以采用圖8所示的激發(fā)方式。紫外燈33發(fā)出的光經(jīng)濾色片29后，照射到整個樣品庫上。
對于X射線激發(fā)，只需將紫外燈33換成X射線發(fā)生器，將紫外濾色片29換成X射線濾光片即可。
對于激光光源，則可以采用圖9所示激發(fā)方式，激光器34發(fā)出的激光光束經(jīng)過常用的光學(xué)擴(kuò)束器35后，光束變大，可以同時照射整個材料樣品庫。
對于電致發(fā)光材料，則不需要任何激發(fā)光路，可以采用圖10所示的激發(fā)方式，在電致發(fā)光材料樣品庫所有樣品的兩側(cè)加上電極32，至少一側(cè)的電極是透光的，將樣品庫上所有樣品的電極與適當(dāng)?shù)慕涣骰蛑绷麟娫?1相連，記錄裝置保持原狀，并面向透光電極。電極的制作可以采用如下方式先在絕緣的樣品庫基片上鍍一層金屬或其他導(dǎo)電材料薄膜形成導(dǎo)電體、或者直接選用導(dǎo)電材料作為襯底，從而構(gòu)成樣品下側(cè)的電極，再在其上制備電致發(fā)光材料的樣品庫，最后在樣品庫的每一個樣品的表面利用透光導(dǎo)電材料(例如ITO)鍍膜做成透光的電極，從而構(gòu)成樣品上側(cè)的電極，并用導(dǎo)線將上下兩側(cè)電極各自引出(采用通常的集成電路技術(shù)即可)、與電源的兩極分別相連。
對于陰極射線發(fā)光材料，可以采用圖11所示的激發(fā)方式，即將圖1中的空心陰極燈1換成帶有聚焦和掃描電場或掃描磁場36的陰極射線源30，同時去掉配氣系統(tǒng)，記錄裝置保持不變。為避免電子在樣品上形成積聚、阻礙后續(xù)電子的激發(fā)，可以在樣品表面鍍上密集的導(dǎo)電格柵(例如0.01mm間隔的銅格柵)并與樣品庫基片、樣品架相連，樣品庫基片和樣品架亦采用導(dǎo)電材料制作，使樣品庫上的每個樣品與樣品庫基片、樣品架之間保持電導(dǎo)通，而且樣品架和陰極射線源共同接地，使陰極射線源和樣品、樣品架三者形成電子回路，這樣就使落到樣品或樣品庫基片上的電子不致積聚。
操作實例首先旋松活門9上的螺栓，打開活門，將GdSr(BxP2-x)O5.5-7.5:Eu0.1做成的材料樣品庫放置在樣品架6上，關(guān)閉活門并旋緊螺栓。啟動真空泵，通過抽氣口3對陰極燈1和真空光學(xué)腔4抽氣。
當(dāng)腔內(nèi)真空度達(dá)到5×10-4Pa時，可以向空心陰極燈1通氣。首先打開其中兩個貯氣鋼瓶14上的減壓閥15，再調(diào)節(jié)各個流量計16，使Xe，Ne氣體的流量達(dá)到1∶5。此時Xe，Ne氣體通過混氣閥17以及管道18充分混合后進(jìn)入空心陰極燈。
可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣口2的閥門來控制氣體進(jìn)入空心陰極燈的流速，使光學(xué)腔內(nèi)維持一定的真空度5×10-2Pa。
待光學(xué)腔內(nèi)氣壓穩(wěn)定后，啟動空心陰極燈的電源。加上高電壓后觸發(fā)，有真空紫外輻射發(fā)出。調(diào)節(jié)電源的電流及電壓值，使出射光強(qiáng)達(dá)到最大值。這時可以通過透光窗口7觀察到材料樣品庫上樣品的發(fā)光。
調(diào)整成像鏡頭10使樣品在光學(xué)記錄器12上清晰成像。這樣，材料樣品庫上每一個樣品的發(fā)光情況都會被數(shù)碼相機(jī)記錄下來。結(jié)果如圖7所示。該圖像可傳給計算機(jī)，經(jīng)過計算得到各個樣品發(fā)光的色坐標(biāo)和相對發(fā)光亮度。
權(quán)利要求
1.一種用于材料樣品庫上材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法，其特征在于先用材料發(fā)光光波的激發(fā)源激發(fā)材料樣品庫上的所有樣品，使材料樣品庫上的每個樣品受激發(fā)產(chǎn)生發(fā)光光波，再經(jīng)光學(xué)成像后，用光學(xué)記錄器記載材料樣品庫上每個樣品發(fā)出的光波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料樣品庫發(fā)光特性的快速材料分析測試方法，其特征在于采用激發(fā)光源同時照射整個光致發(fā)光材料樣品庫上的所有樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的光致發(fā)光光波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料樣品庫發(fā)光特性的快速材料分析測試方法，其特征在于采用激發(fā)電源將電場加載到整個電致發(fā)光材料樣品庫上的所有樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的電致發(fā)光光波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料樣品庫發(fā)光特性的快速材料分析測試方法，其特征在于采用激發(fā)電子束掃描整個陰極射線發(fā)光材料樣品庫上的所有樣品，激發(fā)出樣品庫上每個樣品的陰極射線發(fā)光光波。
5.一種實施權(quán)利要求1所述的分析測試方法的裝置，其特征在于由材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架(6)、成像鏡頭(10)和光學(xué)記錄器(12)組成，在樣品架(6)上放置材料樣品庫，材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架(6)、成像鏡頭(10)和光學(xué)記錄器(12)設(shè)在工作臺上，成像透鏡(10)及光學(xué)記錄器(12)位于樣品受激發(fā)源激發(fā)后所產(chǎn)生的發(fā)光光波的光路上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分析測試方法的裝置，其特征在于材料發(fā)光光波激發(fā)源為激發(fā)光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分析測試方法的裝置，其特征在于材料發(fā)光光波激發(fā)源為激發(fā)電源，固定組合材料樣品庫的托架置于樣品架(6)上，連接于激發(fā)電源的電極(32)位于樣品平面的兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分析測試方法的裝置，其特征在于材料發(fā)光光波激發(fā)源為帶有聚焦和快速掃描電場或掃描磁場(36)的陰極射線源(30)，樣品架位于陰極射線源所形成的激發(fā)電子束的掃射面；樣品與樣品庫基片以及樣品架之間電導(dǎo)通，樣品架和陰極射線源共同接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7或8所述的分析測試方法的裝置，其特征在于光學(xué)記錄器(12)采用光學(xué)照相底片、彩色CCD或帶濾色片組(11)的單色CCD。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種材料樣品庫發(fā)光特性的快速分析測試方法及裝置。方法先用材料發(fā)光光波的激發(fā)源激發(fā)材料樣品庫上的所有樣品，使材料樣品庫上的每個樣品受激發(fā)產(chǎn)生發(fā)光光波，再經(jīng)光學(xué)成像后，用光學(xué)記錄器記載材料樣品庫上每個樣品發(fā)出的相反光波。裝置由材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器組成，在樣品架上放置材料樣品庫，材料發(fā)光光波激發(fā)源、樣品架、成像鏡頭和光學(xué)記錄器設(shè)在工作臺上，成像透鏡及光學(xué)記錄器位于樣品受激發(fā)源激發(fā)后所產(chǎn)生的發(fā)光光波的光路上。利用本發(fā)明，可以快速地比較、判斷一個材料樣品庫上各個樣品的發(fā)光性能，從中篩選出優(yōu)良的發(fā)光材料配方。
文檔編號G01N21/62GK1487282SQ0315293
公開日2004年4月7日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者高琛, 劉小楠, 崔宏濱, 高 琛 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)