CN102141437A - 显著增强光探测器的紫外响应的方法和紫外响应显著增强的探测器 - Google Patents

Abstract

拆除对紫外几乎无响应探测器表面的保护玻璃，将荧光粉，如晕苯(Coronene)，路马近(lumogen)等通过一定手段直接沉积至敏感元件表面，形成荧光薄膜，再安装石英片至探测器表面。当紫外线照射至荧光薄膜表面时，荧光物质会受激跃迁并在极短时间内发出可见波长的光波，并直接被敏感元件接收，使得探测器能够间接检测到紫外线，安装在光谱仪中，再经过波长标定和响应度标定，便可得到精确光谱谱线。这样，普通廉价的探测器就能够实现某些高端探测器才拥有的对紫外线的精确探测功能，效果好、成本低。

Description

显著增强光探测器的紫外响应的方法和紫外响应显著增强的探测器

技术领域

本发明涉及一种使普通光探测器实现对原来无法探测到的紫外波段的成功精确探测的方法，和和紫外响应显著增强的探测器。

背景技术

目前使用的小型光谱仪器等光探测器，大量采用普通线阵探测器件，由于探测器检测波长范围的限制，无法实现其对紫外波段的检测，使得这些小型光谱仪使用范围受到很大限制。而高端能够检测紫外线的探测器往往价格昂贵，使得光谱仪整机成本很高。

发明内容

本发明提供了一种显著增强探测器紫外响应的方法，利用该方法可以使原有的普通线阵探测器件探测器实现探测紫外线的功能，使得原来无法检测的紫外波段光线能够被检测到，大大提高相对廉价的光谱仪器的性能。

根据本发明的一个方面，提供了一种显著增强光探测器的紫外响应的方法，所述光探测器包括光敏感元件和覆盖所述光敏感元件的保护玻璃，其特征在于该方法包括：

将荧光物质覆在所述光敏感元件的表面，形成荧光薄膜。

根据本发明的一个进一步的方面，上述方法进一步包括：

在所述将荧光物质覆在所述光敏感元件的表面的步骤之前，去除所述保护玻璃。

根据本发明的一个进一步的方面，上述方法进一步包括：

在所述将荧光物质覆在所述光敏感元件的表面的步骤之后，把荧光石英片安装在所述述光敏感元件的上方。

根据本发明的一个进一步的方面，上述荧光物质是从以下物质中选出的至少一种：

晕苯(Coronene)，以及

路马近(lumogen)。

根据本发明的一个进一步的方面，上述所述荧光物质是通过从以下手段中选出的至少一种手段覆在所述光敏感元件的表面上的：

匀胶，以及

真空镀膜。

根据本发明的又一个方面，提供了一种具有显著增强的紫外响应的光探测器，所述光探测器包括光敏感元件，其特征在于所述光探测器进一步包括：

覆在所述光敏感元件的表面上的荧光物质薄膜。

根据本发明的一个进一步的方面，上述光探测器进一步包括：

安装在所述述光敏感元件的上方的荧光石英片。

根据本发明的一个进一步的方面，上述荧光物质是从以下物质中选出的至少一种：

晕苯(Coronene)，以及

路马近(lumogen)。

根据本发明的一个进一步的方面，上述荧光物质是通过从以下手段中选出的至少一种手段覆在所述光敏感元件的表面上的：

匀胶，以及

真空镀膜。

本发明的优点及效果：对原本几乎完全探测不到的紫外线，通过本发明的方法，可以使得探测到的紫外信号增强为原来的10倍左右，实现了探测紫外线的目的。并且该方法操作并不复杂、加工探测器成本低廉，适合大批量规模生产。

附图说明

图1示意显示了原来待加镀荧光物质的探测器；

图2示意显示了加镀荧光物质的过程；

图3示意显示了加镀荧光物质后的紫外探测器；

图4为加镀荧光物质前汞灯照射下的探测光谱曲线(已由光谱仪分光)；

图5为加镀荧光物质后汞灯照射下的探测光谱曲线(已由光谱仪分光)。

具体实施方式

如图1和2所示，根据本发明的一个实施例，首先从待加工的探测器的表面上取下玻璃罩1，，取下玻璃罩1的过程中需要注意保护探测器表面敏感元件表面2，然后将有机荧光粉(如晕苯Coronene或路马近lumogen)等通过匀胶或真空镀膜的方法，直接沉积至敏感元件表面2，形成荧光薄膜，再安装石英片3至探测器表面，如图3所示，制成完整的紫外探测器。当紫外线照射至荧光薄膜表面时，荧光物质会受激跃迁并在极短时间内发出可见波长的光波，并直接被敏感元件表面2接收，避免了传统方法中由于荧光薄膜距离敏感元件表面2较远，随着距离辐射明显衰减的缺点，使得探测器能够有效地检测到光信号。这样，普通廉价的探测器就能够较低成本实现某些高端探测器才拥有的对紫外线的探测功能。

实施例：

根据本发明的一个具体实施例，荧光镀膜是真空镀膜，使用北京北仪创新仪器厂生产的型号为DM450C镀膜机来进行；所使用的CCD(电荷耦合元件，Charge-coupled Device)；是SONY公司生产的ILX554B CCD。

荧光镀膜实验步骤如下：

第一步，清洗镀膜机之后，将镀膜机钟罩升起，将晕苯(Coronene CAS：191-07-1；纯度：＞95.0％(GC)；包装：1G；品牌：日本TCI)80mg放在加热钨舟之中，注意放置均匀，避免受热不均导致粉末喷溅。将待镀膜CCD及载玻片放入钟罩内镀膜架上，并用透明胶带将其固定；

第二步，放下钟罩之后，打开机械泵，开始抽真空，之后打开扩散泵，开始抽高真空。当真空镀达到1.6×10^-3Pa时，可以开始镀膜；

第三步，缓缓转动加热电流控制阀，慢慢加热钨舟，加热电流控制在98-100A，加热过程持续10分钟，从钟罩旁观察窗观察钨舟中的样品基本升华完毕，加热过程即可结束。最后，给钟罩内充气，待冷却后取下CCD和载玻片。

可以明显看到CCD表面和载玻片上有浅黄色薄膜。再安装石英片3至探测器表面，如图3所示，制成完整的紫外探测器。当紫外线照射至荧光薄膜表面时，荧光物质会受激跃迁并在极短时间内发出可见波长的光波，并直接被感光元2接收，避免了传统方法中由于荧光薄膜距离感光元2较远，随着距离辐射明显衰减的缺点，使得探测器能够有效地检测到光信号。这样，普通廉价的探测器就能够较低成本实现某些高端探测器才拥有的对紫外线的探测功能。

荧光效率测试(按相对强度计算)

对上述紫外探测器，使用普析通用公司的PORS-15分光光度计进行光谱测量：

253nm波长与365nm，577nm波长的峰值相对强度之比：

未加镀荧光物质，相应峰值如图4所示：

365nm：(11.39-3.58)/(48.98-3.58)＝7.81/46.4＝16.83％

577nm：(11.39-3.58)/(24.20-3.58)＝7.81/20.62＝37.87％

加镀荧光物质之后，相应峰值如图5所示：

253nm波长与365nm，577nm波长的峰值相对强度之比：

365nm：(26.04-3.4)/(10.06-3.4)＝22.64/6.66＝339.94％

577nm：(26.04-3.4)/(9.23-3.4)＝22.64/5.83＝388.83％

可见，镀荧光物质之后的CCD，对紫外区的响应有了相对提高，与365nm处的峰值相比峰值对比由16.83％，提高至339.94％，与577NM处峰值相比由37.87％提高至388.83％。即：使得紫外信号增强至原来10倍以上。

应当理解的是，在以上叙述和说明中对本发明所进行的描述只是说明而非限定性的，且在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的前提下，可以对上述实施例进行各种改变、变形、和/或修正。

Claims (9)

1.一种显著增强光探测器的紫外响应的方法，所述光探测器包括光敏感元件(2)和覆盖所述光敏感元件(2)的保护玻璃(1)，其特征在于该方法包括：

将荧光物质覆在所述光敏感元件的表面，形成荧光薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：

在所述将荧光物质覆在所述光敏感元件的表面的步骤之前，去除所述保护玻璃(1)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于进一步包括：

在所述将荧光物质覆在所述光敏感元件的表面的步骤之后，把荧光石英片(3)安装在所述述光敏感元件的上方。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于：

所述荧光物质是从以下物质中选出的至少一种：

晕苯(Coronene)，以及

路马近(lumogen)。

5.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于：

所述荧光物质是通过从以下手段中选出的至少一种手段覆在所述光敏感元件的表面上的：

匀胶，以及

真空镀膜。

6.一种具有显著增强的紫外响应的光探测器，所述光探测器包括光敏感元件(2)，其特征在于所述光探测器进一步包括：

覆在所述光敏感元件的表面上的荧光物质薄膜。

7.根据权利要求6所述的光探测器，其特征在于进一步包括：

安装在所述述光敏感元件的上方的荧光石英片(3)。

8.根据权利要求6-7中任何一项所述的光探测器，其特征在于：

所述荧光物质是从以下物质中选出的至少一种：

晕苯(Coronene)，以及

路马近(lumogen)。

9.根据权利要求6-7中任何一项所述的光探测器，其特征在于：

所述荧光物质是通过从以下手段中选出的至少一种手段覆在所述光敏感元件的表面上的：

匀胶，以及

真空镀膜。

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