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CN111077122A - 一种量子点温度检测装置 - Google Patents

一种量子点温度检测装置 Download PDF

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CN111077122A CN201911298011.1A CN201911298011A CN111077122A CN 111077122 A CN111077122 A CN 111077122A CN 201911298011 A CN201911298011 A CN 201911298011A CN 111077122 A CN111077122 A CN 111077122A
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张航
陆建东
葛燕妮
马慧玲
朱瓒
陈利春
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Zhejiang Guangta Energy Saving Technology Co ltd
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Zhejiang Guangta Energy Saving Technology Co ltd
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Abstract

一种量子点温度检测装置，属于量子点技术领域。装置包括激光光源、传输光纤、积分球、扩散透镜、量子点膜片、探测器；量子点膜片固定于扩散透镜的出射面，并内置于积分球内的载物台上；激光光源设于积分球外，传输光纤的入射端在积分球外，用于接收激光光源发射的激光，传输光纤伸入积分球内，传输光纤的出射端将传输的激光依次射入透镜和量子点膜片；量子点膜片中的量子点受激发射产生荧光，荧光光线在积分球内多次反射并漫射；所述探测器设于所述积分球壁处，用于检测所述荧光光线在积分球内的漫射光束。本发明结构简单，通过观察光谱变化，推断量子点温度偏移情况。

Description

一种量子点温度检测装置
技术领域
本发明属于量子点技术领域，尤其涉及一种量子点温度检测装置。
背景技术
在我们周围，光致发光是一种很普遍的现象。常用的日光灯就属于光致发光的一种，它利用汞蒸气放电产生的紫外光激发涂覆在灯管壁上的发光物质而发出可见光。光致发光（PL）是发光材料吸收光子（或电磁波）后，重新辐射发出光（或电磁波）的过程。
光致发光光谱技术是研究固体或液体中电子过程的重要手段。根据发光峰的位置，可以研究材料的带隙、缺陷、以及量子效应影响等特征。例如，在当前研究热点中，量子点发光技术是一项具有很重要应用价值的课题，利用光致发光光谱技术，量子点的发光波长会随着其尺寸的变化而改变。
量子点是在把激子在三个空间方向上束缚住的准零维半导体纳米结构，其独特的光学和电子学性质，成为研究热点。随着量子点制备技术的不断提高，量子点技术应用于照明和显示领域及其他领域。
半导体照明是一种新型的固态照明方式， 以半导体发光二极管的使用作为标志，发光二极管经过10多年的发展已基本取代传统白炽灯、荧光灯而成为新一代照明光源。荧光粉作为LED中的核心材料， 直接影响着器件的性能指标。荧光粉技术存在着光衰大、颗粒大、均匀度差、使用寿命短等问题，仍然不是最好的LED发光材料。
量子点（Quantum Dot）是一类具有纳米尺寸的发光粒子，它作为一类新的荧光材料被应用于照明和显示领域当中。和无机荧光粉相比，量子点具有独特的光学性质和电子性质，如它具有发光波长可调（可覆盖可见和近红外波段）、荧光量子效率高（可大于90%）、颗粒尺寸小、色彩饱和度高、可低价溶液加工、稳定性高等优点。
传统的荧光粉是多能级结构，当蓝光激发荧光粉时，荧光粉发出的光的频谱不是单一的，除了显像需要的红/绿/蓝光外，还有其它杂色光，这些杂色光严重影响了色彩还原的纯净度与精确度；而量子点是单能级结构，每个固定大小的量子点受激发出的光的频谱是唯一的，也就是说色彩是唯一的，是纯色的。
发明专利申请CN201811521565.9 公开了一种积分球和积分球测色装置，并具体公开了装置包括积分球、耦合光路和传感器，所述积分球包括光源、被测物窗口、出射光窗口和拨片，所述被测物窗口与出射光窗口分别位于大圆两侧的球面上，其中，所述大圆是指经过所述积分球球心的截平面；所述拨片与所述积分球为动连接，当所述拨片收起时，所述拨片阻挡所述光源发出的光线直接射向所述被测物窗口，所述拨片没有移出至积分球外部；当所述拨片展开时，所述拨片位于所述被测物窗口与所述出射光窗口的连线上。该装置直接利用光线在积分球内的反射、漫射进行光强度测试。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种量子点温度检测装置，结构简单，通过观察光谱变化，推断量子点温度偏移情况。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
本发明一种量子点温度检测装置,包括激光光源、传输光纤、积分球、扩散透镜、量子点膜片、探测器；量子点膜片固定于扩散透镜的出射面，并内置于积分球内的载物台上；激光光源设于积分球外，传输光纤的入射端在积分球外，用于接收激光光源发射的激光，传输光纤伸入积分球内，传输光纤的出射端将传输的激光依次射入透镜和量子点膜片；量子点膜片中的量子点受激发射产生荧光，荧光光线在积分球内多次反射并漫射；所述探测器设于所述积分球壁处，用于检测所述荧光光线在积分球内的均匀漫射光束。
光束照射到量子点膜片中，量子点膜片中的量子点受激发射产生荧光，荧光光线在积分球内部被均匀的反射及漫射，探测器探测漫射光束，通过观察光谱变化，推断量子点温度偏移情况，并判断量子点粒径尺寸变化。
作为优选，装置还包括挡板，所述挡板设于所述积分球内且竖直固定在所述探测器正前方，避免光线直接照射到探测器。
作为优选，所述探测器与射入透镜的激光在同一水平面上。
作为优选，所述激光器为450nm的蓝光激光器。
作为优选，所述量子点膜片用胶固定在扩散透镜的出射面。
作为优选，所述量子点膜片采用不同粒径的CdSe量子点构成,或者采用不同粒径的CdS量子点构成。
作为优选，所述探测器设于所述传输光纤伸入所述积分球的一侧。
作为优选，所述传输光纤的入射端和出射端均呈水平状态。
作为优选，所述传输光纤为玻璃光纤或塑料光纤。
作为优选，所述探测器为光谱检测装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明一种量子点温度检测装置：
1. 积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置地响应度差异所造成地测量误差。
2. 含镉（Cd）体系的量子点较无镉（Cd）体系发光效率、光转换效率高。
3. 使用同一激发光源就可实现对不同粒径的量子点进行同步检测，可用于多色标记，极大地促进了荧光标记在其中的应用。
4. 在显示领域，量子点线宽极窄，色彩饱和度高，对于物体的色彩还原能力较强，能达到NTSC色域的120% 以上，相比荧光粉的高色域，量子点能实现精准的色彩、全色域覆盖。
5. 通过观察光谱的变化，推断量子点温度偏移情况，判断量子点粒径尺寸变化，达到无机荧光粉所不能达到的效果。
附图说明
图1为本发明一种量子点温度检测装置的示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1，量子点温度检测装置,包括激光光源6、传输光纤7、积分球1、扩散透镜8、量子点膜片9、探测器5。量子点膜片9固定于扩散透镜8的出射面，如采用胶固定在扩散透镜出射面，并内置于积分球内的载物台3上。激光光源6设于积分球1外，传输光纤7的入射端在积分球外，用于接收激光光源6发射的激光，传输光纤7经积分球上的输入孔2伸入积分球1内，传输光纤7的出射端将传输的激光依次射入透镜8和量子点膜片9。量子点膜片受激发射产生荧光，荧光光线在积分球1内多次反射并漫射。所述探测器5设于所述积分球壁处，用于检测所述荧光光线在积分球内的均匀漫射光束。例如,在积分球上设置探测孔,探测器嵌设于探测孔上,探测器的光接收面位于所述积分球内。
所述激光光源采用蓝光激光器。
所述传输光纤7为玻璃光纤或塑料光纤。所述传输光纤可水平设置或弯曲设置，所述传输光纤的入射端呈水平状态，以便能有效接收激光光源6产生的激光，所述传输光纤的出射端呈水平状态，以便光束能有效照射在量子点膜片上。
所述透镜8为扩散透镜，将激光光源扩散后照射到量子点膜片上。
所述量子点膜片采用不同粒径的CdSe量子点构成,或者采用不同粒径的CdS量子点构成。将量子点分散在树脂材料上，分散并进行膜片化，用2张水汽高阻隔膜对其进行包夹封装，形成类似三明治的多层复合结构，利用积分球测量激发量子点后的荧光特性，并利用光致发光技术进行量子点的光学性质表征。
所述探测器为光谱检测装置。所述探测器5设于所述传输光纤7伸入所述积分球1的一侧。所述探测器与射入透镜的激光在同一水平面上。探测器 5所得到的光线为相当均匀的漫射光束。探测器5将所需结果在计算机中显示出来。
本发明装置还包括挡板4，所述挡板4设于所述积分球1内且在所述探测器5正前方。例如，一端固定于积分球内壁的细柱（图中未示出），细柱的另一端连接挡板4，使得所述挡板竖直固定在探测器正前方。挡板4使激发的荧光不能直接到达探测器处，使光经过内壁涂层多次反射，在内壁上形成均匀照度。
示例：
当激光光源采用450nm蓝光激光器时，激光经光纤7由输入孔2入射，再经扩散透镜8照射到量子点膜片中，量子点膜片中的量子点受激发射产生荧光，荧光光线在积分球1内部被均匀的反射及漫射，探测器 5所得到的光线为相当均匀的漫射光束。探测器用于探测漫射光束。随着反应温度的升高，量子点的光致发光强度下降，且峰位逐渐红移，半峰宽增加。由于反应温度对量子点尺寸影响较大，温度越高尺寸越大，尺寸增加的量子点量子限域效应减弱， 导致其发光强度降低。由于量子点随温度的变化，粒径发生改变，从而使得量子点激发光的光谱发生偏移。本发明通过观察荧光的光谱变化，来监测量子点温度偏移情况。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种量子点温度检测装置,其特征在于,包括激光光源、传输光纤、积分球、扩散透镜、量子点膜片、探测器；量子点膜固定于扩散透镜的出射面，并内置于积分球内的载物台上；激光光源设于积分球外，传输光纤的入射端在积分球外，用于接收激光光源发射的激光，传输光纤伸入积分球内，传输光纤的出射端将传输的激光依次射入透镜和量子点膜片；量子点膜片中的量子点受激发射产生荧光，荧光光线在积分球内多次反射并漫射；所述探测器设于所述积分球壁处，用于检测所述荧光光线在积分球内的均匀漫射光束。
2.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，还包括挡板，所述挡板设于所述积分球内且竖直固定在所述探测器正前方，避免光线直接照射到探测器。
3.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述量子点膜用胶固定于扩散透镜的出射面。
4.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述探测器与射入透镜的激光在同一水平面上。
5.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述激光器为450nm的蓝光激光器。
6.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述量子点膜片采用不同粒径的CdSe量子点构成,或者采用不同粒径的CdS量子点构成。
7.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述探测器设于所述传输光纤伸入所述积分球的一侧。
8.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述传输光纤的入射端和出射端均呈水平状态。
9.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述传输光纤为玻璃光纤或塑料光纤。
10.根据权利要求1所述的一种量子点温度检测装置，其特征在于，所述探测器为光谱检测装置。
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