CN111630372A - 光测定装置及光测定方法 - Google Patents
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Abstract
分光测定装置(1)中，控制部(22)以在第1期间(T1)维持向内部空间(11)输入激发光且在第2期间(T2)停止向内部空间(11)输入激发光的方式控制光源(2)，解析部(21)基于长余辉发光材料(S)的吸收光子数及长余辉发光材料(S)的发光光子数算出长余辉发光材料(S)的发光量子产率，上述长余辉发光材料(S)的吸收光子数基于第1期间(T1)中的激发光光谱数据而求出，上述长余辉发光材料(S)的发光光子数基于第1期间(T1)、第2期间(T2)、及第1期间与第2期间的合计期间(T1+2)的任一期间中的发光光谱数据而求出。
Description
技术领域
本发明涉及一种分光测定装置及分光测定方法。
背景技术
作为分光测定装置的被测定物，蓄光材料或磷光材料等长余辉发光材料受到关注。长余辉发光材料是蓄积例如太阳光或荧光灯等的激发光且在停止照射激发光后也持续一定时间的发光的材料。近年来，在非专利文献1中报告有不含稀土元素的世界上首个有机蓄光材料。该有机蓄光材料通过2种有机材料的混合，在室温条件下实现1小时以上的发光寿命。根据这样的情况，可认为长余辉发光材料在安全显示、引导标识、钟表表盘、救生工具、室内装饰、细胞成像等各种领域中的应用研究今后会日益活跃。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Nature,2017,doi:10.1038/nature24010,R.Kabe and C.Adachi
发明内容
发明所要解决的问题
作为发光材料的评价项目之一，可列举发光量子产率。发光量子产率是表示发光材料的发光效率的值。发光量子产率通过将从发光材料放出的光子数除以被发光材料吸收的光子数而算出。然而，存在上述长余辉发光材料的发光的强度在激发光的照射中及照射停止后的任一期间均随时间发生变动这样的问题。因此，根据既有方法难以精度良好地测定发光量子产率。
本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种能够精度良好地测定长余辉发光材料的发光量子产率的分光测定装置及分光测定方法。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面所涉及的分光测定装置，是对长余辉发光材料照射激发光而测定发光量子产率的分光测定装置，具备：光源，其输出激发光；积分器，其具有供长余辉发光材料配置的内部空间，将来自内部空间的光作为检测光输出；分光检测器，其对检测光进行分光而取得激发光的激发光光谱数据及长余辉发光材料的发光光谱数据；解析部，其基于激发光光谱数据及发光光谱数据而对长余辉发光材料的发光量子产率进行解析；及控制部，其进行激发光向内部空间的输入的有无的切换；控制部以在利用分光检测器开始取得光谱数据的第1期间维持向内部空间输入激发光且在继第1期间之后的第2期间停止向内部空间输入激发光的方式控制光源，解析部基于长余辉发光材料的吸收光子数及长余辉发光材料的发光光子数算出长余辉发光材料的发光量子产率，上述长余辉发光材料的吸收光子数基于第1期间中的激发光光谱数据而求出，上述长余辉发光材料的发光光子数基于第1期间、第2期间、及第1期间与第2期间的合计期间的任一期间中的发光光谱数据而求出。
在该分光测定装置中，遍及向积分器的内部空间输入激发光的第1期间及不向积分器的内部空间输入激发光的第2期间来取得激发光光谱数据及发光光谱数据。于是，基于长余辉发光材料的吸收光子数及长余辉发光材料的发光光子数算出长余辉发光材料的发光量子产率，上述长余辉发光材料的吸收光子数基于第1期间中的激发光光谱数据而求出，上述长余辉发光材料的发光光子数基于第1期间、第2期间、及第1期间与第2期间的合计期间的任一期间中的发光光谱数据而求出。在该分光测定装置中，遍及波长轴及时间轴这两者而求出激发光光谱数据及发光光谱数据的光子数的积分值。由此，即使在长余辉发光材料的发光的强度随时间发生变动的情况下，也能够准确地求出长余辉发光材料的吸收光子数及发光光子数，能够精度良好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。
另外，控制部也可以第2期间内的检测光的曝光时间长于第1期间内的检测光的曝光时间的方式控制分光检测器。在该情况下，能够防止第1期间内的分光检测器中的激发光的检测信号的饱和。另外，能够以充分的S/N比检测第2期间内的分光检测器中的发光。因此，能够精度更好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。另外，即使在长余辉发光材料的发光寿命较长的情况下，也能够抑制取得光谱数据所需的数据量的增大。
另外，解析部也可通过基于第1期间内的检测光的曝光时间而将第1期间中的长余辉发光材料的发光的强度标准化并且基于第2期间内的检测光的曝光时间而将第2期间中的长余辉发光材料的发光的强度标准化，从而对长余辉发光材料的发光强度的时间曲线(profile)进行解析。由此，即使在测定期间中动态地变更曝光时间的情况下，也能够精度良好地解析长余辉发光材料的发光强度的时间曲线。
另外，也可使用积分半球作为积分器。即使在使用积分半球作为积分器的情况下，也能够精度良好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。
本发明的一个方面所涉及的分光测定方法，是对长余辉发光材料照射激发光而测定发光量子产率的分光测定方法，具备：光谱数据取得步骤，其将自具有供长余辉发光材料配置的内部空间的积分器输出的检测光利用分光检测器进行分光并取得激发光的激发光光谱数据及长余辉发光材料的发光光谱数据；及发光量子产率解析步骤，其基于激发光光谱数据及发光光谱数据对长余辉发光材料的发光量子产率进行解析；在光谱数据取得步骤中，在利用分光检测器开始取得光谱数据的第1期间维持向内部空间输入激发光，且在继第1期间之后的第2期间停止向内部空间输入激发光，在发光量子产率解析步骤中，基于长余辉发光材料的吸收光子数及长余辉发光材料的发光光子数算出长余辉发光材料的发光量子产率，上述长余辉发光材料的吸收光子数基于第1期间中的激发光光谱数据而求出，上述长余辉发光材料的发光光子数基于第1期间、第2期间、及第1期间与第2期间的合计期间的任一期间中的发光光谱数据而求出。
在该分光测定方法中，遍及向积分器的内部空间输入激发光的第1期间及不向积分器的内部空间输入激发光的第2期间来取得激发光光谱数据及发光光谱数据。于是，基于长余辉发光材料的吸收光子数及长余辉发光材料的发光光子数算出长余辉发光材料的发光量子产率，上述长余辉发光材料的吸收光子数基于第1期间中的激发光光谱数据而求出，上述长余辉发光材料的发光光子数基于第1期间、第2期间、及第1期间与第2期间的合计期间的任一期间中的发光光谱数据而求出。在该分光测定方法中，遍及波长轴及时间轴这两者求出激发光光谱数据及发光光谱数据的光子数的积分值。由此，即使在长余辉发光材料的发光的强度随时间发生变动的情况下，也能够准确地求出长余辉发光材料的吸收光子数及发光光子数，能够精度良好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。
另外，在光谱数据取得步骤中，也可使分光检测器中的第2期间内的检测光的曝光时间长于第1期间内的检测光的曝光时间。在该情况下，能够防止第1期间内的分光检测器中的激发光的检测信号的饱和。另外，能够以充分的S/N比检测第2期间内的分光检测器中的发光。因此，能够精度更好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。另外，即使在长余辉发光材料的发光寿命较长的情况下，也能够抑制取得光谱数据所需的数据量的增大。
另外，在发光量子产率解析步骤中，也可通过基于第1期间内的检测光的曝光时间而将第1期间中的长余辉发光材料的发光的强度标准化并且基于第2期间内的检测光的曝光时间而将第2期间中的长余辉发光材料的发光的强度标准化，从而对长余辉发光材料的发光强度的时间曲线进行解析。
另外，也可使用积分半球作为积分器。即使在使用积分半球作为积分器的情况下，也能够精度良好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。
发明的效果
根据本发明，能够精度良好地测定长余辉发光材料的发光量子产率。
附图说明
图1是表示分光测定装置的一实施方式的概略图。
图2是表示发光量子产率的计算原理的图。
图3是以波长轴表示长余辉发光材料中的发光的强度的时间变动的图。
图4是以时间轴表示激发光照射中的长余辉发光材料中的发光的强度的时间变动的图。
图5是以时间轴表示激发光照射中及激发光照射后的长余辉发光材料中的发光的强度的时间变动的图。
图6是表示长余辉发光材料中的发光的强度的时间曲线及检测光的曝光时间的控制的一个例子的图。
图7是表示长余辉发光材料的吸收光子数的计算的一个例子的图。
图8是表示长余辉发光材料的发光光子数的计算的一个例子的图。
图9是表示分光测定装置的另一实施方式的概略图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的一个方面所涉及的分光测定装置及分光测定方法的优选的实施方式进行详细的说明。
图1是表示分光测定装置的一实施方式的概略图。如该图所示，分光测定装置1具备光源2、积分器3、分光检测器4及计算机5。该分光测定装置1构成为测定发光材料的发光量子产率的装置。作为被测定物的发光材料是蓄光材料或磷光材料等长余辉发光材料。长余辉发光材料是蓄积例如太阳光或荧光灯等的激发光且在停止照射激发光后也持续一定时间的发光的材料。作为长余辉发光材料，可列举包含稀有金属的无机材料或有机材料等。长余辉发光材料的形态可采用溶液、薄膜、粉末等各种形态。
光源2是输出激发光的装置。自光源2输出的激发光是激发长余辉发光材料而使其表现出发光的波长的光。光源2例如为在氙气灯安装有单色器的单色光源。光源2也可由输出与长余辉发光材料的吸收波长对应的波长的激光的激光二极管构成。光源2也可为波长可变光源。光源2也可包含ND滤波器、中继光学***、快门等。光源2也可为能够输出用于进行装置整体的灵敏度校正的标准光的结构。
积分器3具备：主体部12，其设置有供长余辉发光材料S配置的内部空间11；输入部13，其将自光源2输出的激发光输入至内部空间11；及输出部14，其将来自内部空间11的光输出至外部。在本实施方式中，积分器3为积分球，主体部12及内部空间11形成为球状。主体部12的内壁的球面部分成为反射率高且扩散性优异的壁面，平面部分成为反射率高的平坦的镜。
在主体部12设置有试样安装部15。在试样安装部15安装保持长余辉发光材料S的保持容器。例如在长余辉发光材料S为液体的情况下，将由透过光的透明材料(例如石英玻璃或塑料等)构成的溶液样品用池(cell)等作为试样容器安装于试样安装部15。另外，在长余辉发光材料S为粉末或薄膜等固体的情况下，将由透过光的透明材料(例如石英玻璃或塑料等)或金属构成的固体样品用池等作为试样容器安装于试样安装部15。
再者，长余辉发光材料S也可不一定完全地配置于积分器3的内部空间11内，也可将长余辉发光材料S的一部分配置于积分器3的内部空间11。例如也可使用安装于试样安装部15的光学附件，将配置于积分器3的内壁之外的试样光学地配置于积分器3的内部空间11。
输入部13对内部空间11输入激发光。输入部13利用输入用光导16与光源2光学地连接。作为输入用光导16，例如可使用光纤等。另外，输出部14将来自内部空间11的光输出。输出部14利用输出用光导17与分光检测器4光学地连接。作为输出用光导17，例如可使用光纤等。
在积分器3中，来自光源2的激发光自输入部13输入至内部空间11，激发光在内部空间11内进行多重扩散反射。另外，在积分器3中，通过对长余辉发光材料S照射激发光而产生的发光在内部空间11内进行多重扩散反射。在内部空间11内进行了多重扩散反射的激发光及发光作为检测光自输出部14输入至分光检测器4。
分光检测器4对自积分器3输出的检测光进行分光而取得光谱数据。分光检测器4利用例如光栅或棱镜等分光元件将检测光分光为各波长成分，利用光传感器组检测分光了的各波长的光的强度。光传感器组例如通过多个受光部一维排列而构成。光传感器组利用与各波长对应的受光部检测该波长成分的光的强度，分别取得激发光及发光的光谱数据。分光检测器4将所取得的光谱数据输出至计算机5。
作为分光检测器4的光传感器，使用形成于硅基板上的CCD线性影像传感器或CMOS线性影像传感器。这些传感器对例如波长360nm～1100nm的光具有灵敏度。另外，作为分光检测器4的光传感器，可列举InGaAs线性影像传感器。该传感器对例如波长900nm～1650nm的光具有灵敏度。分光检测器4能够可变地设定检测光的曝光时间，基于规定的条件(下述)变更测定中的曝光时间。
计算机5例如具备RAM、ROM等存储器、及CPU等处理器(运算电路)、通信接口、硬盘等储存部而构成。作为该计算机5，例如可列举个人计算机、微型计算机、云服务器、智能型装置(智能型手机、平板终端等)等。另外，计算机5具备监视器等显示部18及键盘、鼠标等输入部19。
计算机5通过利用计算机***的CPU执行储存于存储器的程序，而作为解析部21及控制部22发挥功能。解析部21基于由分光检测器4取得的激发光及发光的光谱数据，来执行长余辉发光材料S的发光量子产率的解析。控制部22执行光源2及分光检测器4的控制。控制部22控制光源2的动作，切换激发光向内部空间11的输入的有无。另外，控制部22控制分光检测器4，控制分光检测器4中检测光的曝光时间。控制的详情在下文叙述。
其次，对使用上述分光测定装置1的长余辉发光材料S的发光量子产率的测定方法进行说明。
在该测定方法中，分别实施上述参考测定及样品测定。样品测定具备光谱数据取得步骤(步骤S01)及发光量子产率解析步骤(步骤S02)而构成。光谱数据取得步骤是将自具有供长余辉发光材料S配置的内部空间11的积分器3输出的检测光利用分光检测器4进行分光而取得光谱数据的步骤。发光量子产率解析步骤是基于光谱数据对长余辉发光材料S的发光量子产率进行解析的步骤。
发光量子产率是发光材料的评价项目之一，是表示发光材料的发光效率的值。一般而言，如果激发光被发光材料吸收，则进行荧光或磷光等光放出及利用无辐射跃迁的热放出。发光量子产率ΦPL表示该光放出的程度，通过将自发光材料放出的光子数NL除以被发光材料吸收的光子数NA而算出。
图2是表示发光量子产率的计算原理的图。在该图中，横轴为波长、纵轴为强度，分别对参考测定时的光谱S1及样品测定时的光谱S2进行绘图。参考测定是在积分器3的内部空间11未配置长余辉发光材料S而进行检测光的光谱数据的取得的工序。在参考测定中，在测定中将激发光持续地输入至积分器3。参考测定中所取得的光谱S1与自光源2输出的激发光的光谱数据对应。
样品测定是在积分器3的内部空间11配置长余辉发光材料S而进行检测光的光谱数据的取得的工序。在样品测定中，自测定开始遍及一定时间将激发光输入至积分器3，经过一定时间后停止输出激发光。其后，在长余辉发光材料S的发光超过阈值而发生衰减的时点结束测定。
参考测定中所取得的S1之中，出现于短波长侧(此处为约300nm～400nm)的光谱S1a相当于激发光的成分。参考测定中所取得的S1之中，出现于不同于光谱S1a的波长区域(此处为约480nm～650nm)的光谱S1b相当于检测光中的激发光(或背景光)的成分。样品测定中所取得的光谱S2之中，出现于与光谱S1a对应的波长区域的光谱S2a与检测光中的激发光的成分的光谱数据对应。样品测定中所取得的光谱S2之中，出现于与光谱S1b对应的波长区域的光谱S2b与检测光中的发光的成分的光谱数据对应。因此，被发光材料吸收的光子数NA基于自光谱S1a减去光谱S2a所得的区域R1而算出，从发光材料放出的光子数NL基于自光谱S2b减去光谱S1b所得的区域R2而算出。
在将长余辉发光材料S设为测定对象的情况下，存在长余辉发光材料S的发光的强度相对于激发光的强度明显地(一位数左右)较弱且停止照射激发光后发光的强度随时间发生变动这样的问题。例如图3是对参考测定中所取得的光谱S1及以一定时间间隔实施多次样品测定而取得的多个光谱S2进行绘图所得的图。在通常的发光材料的情况下，即使在实施多次样品测定的情况下，相当于光谱S2b的部分也几乎不会变动，但在针对长余辉发光材料S的图3的结果中，光谱S2b所表示的光子数在每次进行样品测定时上升。因此，可知该情况下的长余辉发光材料S的发光量子产率随时间逐渐地上升。
图4是以时间轴表示激发光照射中的长余辉发光材料中的发光的强度的时间变动的图。在该图的例子中，对自激发光的照射开始至经过一定时间为止的长余辉发光材料S的光子数进行绘图。根据该图4的结果可知，长余辉发光材料S的光子数在激发光的照射开始后的数秒内急剧地上升，其后缓慢地上升，其后在激发光的照射开始后40秒～60秒的范围内大致固定地推移。
另外，图5是以时间轴表示激发光照射中及激发光照射后的长余辉发光材料中的光子数的时间变动的图。在该图的例子中，在自激发光的照射开始起一定期间后停止激发光，对自激发光的停止至经过一定时间为止的长余辉发光材料S的光子数进行绘图。曲线X表示激发光的光子数，曲线Y表示发光的光子数。根据该图5的结果，长余辉发光材料S的发光的光子数自激发光的照射刚停止后衰减，随着时间的经过，衰减的程度变得缓慢，但遍及数百秒钟的范围而被维持。
鉴于上述结果，可以说在长余辉发光材料S中，激发光的照射开始后的吸收光子数及发光光子数随时间发生变动，伴随于此，发光量子产率随时间发生变动。因此，当测定长余辉发光材料S的发光量子产率时，不仅需要考虑波长轴，也需要考虑时间轴。
在使用本实施方式所涉及的分光测定装置1的测定方法中，首先，在光谱数据取得步骤中，执行利用控制部22的光源2的开启·关断的切换控制、及分光检测器4中的检测光的曝光时间的控制。图6是表示长余辉发光材料中的发光的强度的时间曲线及检测光的曝光时间的控制的一个例子的图。在光谱数据取得步骤中，如图6所示，与开始利用光源2的激发光的输出一起开始第1期间T1，并开始分光检测器4中的检测光的光谱数据的取得。在第1期间T1中，维持向内部空间11输入激发光，对长余辉发光材料S持续地照射激发光。由此，长余辉发光材料S被激发而开始发光。在第1期间T1中，长余辉发光材料S的发光上升后收敛于一定的峰强度。另外，分光检测器4中的检测光的曝光时间以不产生分光检测器4中的信号的饱和的方式设定为整个测定期间最短的曝光时间t1。在图6的例子中，曝光时间t1例如为20msec。
在继第1期间T1之后的第2期间T2中，停止利用光源2的激发光的输出。在第2期间T2中，停止向长余辉发光材料S入射激发光，但蓄积有激发光的长余辉发光材料S的发光一边逐渐地衰减一边持续一定时间。第2期间T2的开始的时机例如基于发光的强度峰值而决定。在该情况下，利用分光检测器4监视第1期间T1中的发光的强度，在发光的强度峰值的每单位时间的变动为阈值(例如1％)以下的情况下，停止来自光源2的激发光的输出。
另外，在第2期间T2中，分光检测器4中的检测光的曝光时间设定为长于第1期间T1中的曝光时间t1的曝光时间t2。曝光时间t2也可将曝光时间t1乘以任意常数而决定。另外，曝光时间t2也可使用激发光的强度峰值相对于发光的强度峰值的比率来决定。在该情况下，利用分光检测器4分别监视第1期间T1中的激发光的强度峰值及发光的强度峰值(峰取得步骤)，通过将激发光的强度峰值除以发光的强度峰值来算出比率。然后，将所算出的比率与曝光时间t1相乘来决定曝光时间t2。例如在曝光时间t1为20msec且比率为10的情况下，曝光时间t2设定为200msec。计算比率时，作为发光的强度峰值，优选为使用强度稳定化后的值。
第2期间T2中的检测光的曝光时间t2可维持直至测定结束，但也可以自第2期间T2的开始经过一定时间后检测光的曝光时间变得更长的方式控制分光检测器4。在该情况下，例如预先设定发光的强度的阈值，在第2期间T2中的发光的强度发生衰减而成为阈值以下时，将检测光的曝光时间设定为长于曝光时间t2的曝光时间t3。曝光时间t3的值并无特别限制，例如也可将曝光时间t2与任意系数相乘来决定曝光时间t3。例如在曝光时间t2为200msec且系数为10的情况下，曝光时间t2设定为2000msec。
在发光量子产率解析步骤中，当对长余辉发光材料S的发光强度的时间曲线进行解析时，基于第1期间T1内的检测光的曝光时间t1，第1期间T1中的长余辉发光材料S的发光的强度被标准化。另外，基于第2期间T2内的检测光的曝光时间t2，第2期间T2中的长余辉发光材料S的发光的强度被标准化。在第2期间T2中经过一定时间后将曝光期间自曝光时间t2设定为曝光时间t3的情况下，设定时刻以后的期间基于曝光时间t3进行标准化。
在发光量子产率解析步骤中，当基于长余辉发光材料S的发光强度的时间曲线计算长余辉发光材料S的发光量子产率时，基于第1期间T1中的激发光光谱数据求出长余辉发光材料S的吸收光子数。针对吸收光子数的计算，具体而言，首先，对波长轴所表示的参考测定时的光谱S1及样品测定时的光谱S2设定抽出窗(图3中的A-B)，如图7所示，分别就时间轴取得参考测定时的激发光光谱数据L1及样品测定时的激发光光谱数据L2。其次，自第1期间T1中的激发光光谱数据L1的光子数的积分值减去第1期间T1中的激发光光谱数据L2的光子数的积分值，求出长余辉发光材料S的吸收光子数。
在发光量子产率解析步骤中，当基于长余辉发光材料S的发光强度的时间曲线计算长余辉发光材料S的发光量子产率时，基于1)第1期间T1、2)第2期间T2、及3)第1期间T1与第2期间T2的合计期间T1+2的任一期间中的发光光谱数据求出长余辉发光材料S的发光光子数。针对发光光子数的计算，具体而言，首先，对波长轴所表示的样品测定时的光谱S2设定抽出窗(图3中的C-D)。于是，发光光子数如图8所示通过自抽出窗C-D中的发光光子(样品测定结果)减去激发光光子数(参考测定结果)而取得的发光光谱数据L3而求出。最后，通过将发光光子数除以吸收光子数，算出长余辉发光材料S的发光量子产率。
如以上所说明的那样，在分光测定装置1中，遍及向积分器3的内部空间11输入激发光的第1期间T1及不向积分器3的内部空间11输入激发光的第2期间T2来取得激发光光谱数据及发光光谱数据。于是，基于长余辉发光材料S的吸收光子数及长余辉发光材料S的发光光子数算出长余辉发光材料S的发光量子产率，上述长余辉发光材料S的吸收光子数基于第1期间T1中的激发光光谱数据L1、L2而求出，上述长余辉发光材料S的发光光子数基于第1期间T1、第2期间T2、及第1期间T1与第2期间T2的合计期间T1+2的任一期间中的发光光谱数据L3而求出。即，在分光测定装置1中，遍及波长轴及时间轴这两者来求出激发光光谱数据及发光光谱数据的光子数的积分值。由此，即使在长余辉发光材料S的发光的强度随时间发生变动的情况下，也能够准确地求出长余辉发光材料S的吸收光子数及发光光子数，能够精度良好地测定长余辉发光材料S的发光量子产率。
另外，在分光测定装置1中，控制部22以第2期间T2内的检测光的曝光时间t2长于第1期间T1内的检测光的曝光时间t1的方式控制分光检测器4。由此，能够防止第1期间T1内的分光检测器4中的激发光的检测信号的饱和。另外，能够以充分的S/N比检测第2期间T2内的分光检测器4中的发光。因此，能够精度更好地测定长余辉发光材料S的发光量子产率。另外，即使在长余辉发光材料S的发光寿命较长的情况下，也能够抑制取得光谱数据所需的数据量的增大。
另外，在分光测定装置1中，解析部21通过基于第1期间T1内的检测光的曝光时间t1而将第1期间T1中的长余辉发光材料S的发光的强度标准化并且基于第2期间T2内的检测光的曝光时间t2而将第2期间T2中的长余辉发光材料S的发光的强度标准化，从而对长余辉发光材料S的发光强度的时间曲线进行解析。由此，即使在测定期间中动态地变更曝光时间的情况下，也能够精度良好地解析长余辉发光材料S的发光强度的时间曲线。
再者，在上述实施方式中，如图1所示，使用由积分球构成的积分器3，但也可如图9所示，使用由积分半球构成的积分器30。该积分器30的主体部32及内部空间31形成为半球状。主体部12的内壁的球面部分成为反射率高且扩散性优异的壁面，平面部分成为反射率高的平坦的镜。输入部33及输出部34也可设置于球面部分及平面部分的任一位置。即使在如上所述使用积分半球作为积分器30的情况下，也能够精度良好地测定长余辉发光材料S的发光量子产率。
符号的说明
1…分光测定装置、2…光源、3、30…积分器、4…分光检测器、11…内部空间、21…解析部、22…控制部、S…长余辉发光材料、T1…第1期间、T2…第2期间、T1+2…第1期间与第2期间的合计期间、t1…第1期间的曝光时间、t2…第2期间的曝光时间、L1、L2…激发光光谱数据、L3…发光光谱数据。
Claims (8)
1.一种分光测定装置，其中，
是对长余辉发光材料照射激发光而测定发光量子产率的分光测定装置，
具备：
光源，其输出所述激发光；
积分器，其具有供所述长余辉发光材料配置的内部空间，将来自所述内部空间的光作为检测光输出；
分光检测器，其对所述检测光进行分光而取得所述激发光的激发光光谱数据及所述长余辉发光材料的发光光谱数据；
解析部，其基于所述激发光光谱数据及所述发光光谱数据，对所述长余辉发光材料的所述发光量子产率进行解析；及
控制部，其进行所述激发光向所述内部空间的输入的有无的切换，
所述控制部以在利用所述分光检测器开始取得所述光谱数据的第1期间维持向所述内部空间输入所述激发光且在继所述第1期间之后的第2期间停止向所述内部空间输入所述激发光的方式控制所述光源，
所述解析部基于所述长余辉发光材料的吸收光子数及所述长余辉发光材料的发光光子数而算出所述长余辉发光材料的发光量子产率，所述长余辉发光材料的吸收光子数基于所述第1期间中的所述激发光光谱数据而求出，所述长余辉发光材料的发光光子数基于所述第1期间、所述第2期间、及所述第1期间与所述第2期间的合计期间的任一期间中的所述发光光谱数据而求出。
2.如权利要求1所述的分光测定装置，其中，
所述控制部以所述第2期间内的所述检测光的曝光时间长于所述第1期间内的所述检测光的曝光时间的方式控制所述分光检测器。
3.如权利要求2所述的分光测定装置，其中，
所述解析部通过基于所述第1期间内的所述检测光的曝光时间而将所述第1期间中的所述长余辉发光材料的发光的强度标准化，并且基于所述第2期间内的所述检测光的曝光时间而将所述第2期间中的所述长余辉发光材料的发光的强度标准化，从而对所述长余辉发光材料的发光强度的时间曲线进行解析。
4.如权利要求1～3中任一项所述的分光测定装置，其中，
所述积分器为积分半球。
5.一种分光测定方法，其中，
是对长余辉发光材料照射激发光而测定发光量子产率的分光测定方法，
具备：
光谱数据取得步骤，其将自具有供所述长余辉发光材料配置的内部空间的积分器输出的检测光利用分光检测器进行分光而取得所述激发光的激发光光谱数据及所述长余辉发光材料的发光光谱数据；及
发光量子产率解析步骤，其基于所述激发光光谱数据及所述发光光谱数据而对所述长余辉发光材料的所述发光量子产率进行解析，
在所述光谱数据取得步骤中，在利用所述分光检测器开始取得所述光谱数据的第1期间维持向所述内部空间输入所述激发光，且在继所述第1期间之后的第2期间停止向所述内部空间输入所述激发光，
在所述发光量子产率解析步骤中，基于所述长余辉发光材料的吸收光子数及所述长余辉发光材料的发光光子数而算出所述长余辉发光材料的发光量子产率，所述长余辉发光材料的吸收光子数基于所述第1期间中的所述激发光光谱数据而求出，所述长余辉发光材料的发光光子数基于所述第1期间、所述第2期间、及所述第1期间与所述第2期间的合计期间的任一期间中的所述发光光谱数据而求出。
6.如权利要求5所述的分光测定方法，其中，
在所述光谱数据取得步骤中，使所述分光检测器中的所述第2期间内的所述检测光的曝光时间长于所述第1期间内的所述检测光的曝光时间。
7.如权利要求6所述的分光测定方法，其中，
在所述发光量子产率解析步骤中，通过基于所述第1期间内的所述检测光的曝光时间而将所述第1期间中的所述长余辉发光材料的发光的强度标准化，并且基于所述第2期间内的所述检测光的曝光时间而将所述第2期间中的所述长余辉发光材料的发光的强度标准化，从而对所述长余辉发光材料的发光强度的时间曲线进行解析。
8.如权利要求5～7中任一项所述的分光测定方法，其中，
使用积分半球作为所述积分器。
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