紅外量子點(diǎn)材料頻率轉(zhuǎn)換熒光的產(chǎn)生機(jī)理與特性分析

摘要：量子點(diǎn)分立的能級(jí)結(jié)構(gòu)使其具有獨(dú)特的光電性質(zhì)，因而在激光能源、光電檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其尺寸調(diào)諧的受激輻射特性與靈活多變的應(yīng)用形態(tài)也使其成為一種理想的熒光標(biāo)記材料，在生物醫(yī)學(xué)、微觀物質(zhì)檢測(cè)以及防偽與目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域備受關(guān)注。

對(duì)于應(yīng)用場(chǎng)景多為宏觀自然環(huán)境的防偽與目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域，不可避免地需要對(duì)紅外波段的量子點(diǎn)熒光進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的檢測(cè)與分析。因此，文中基于微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)建了一套紅外量子點(diǎn)熒光的遠(yuǎn)距離探測(cè)系統(tǒng)，并用其對(duì)PbS膠質(zhì)量子點(diǎn)薄膜熒光進(jìn)行了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析表明，波長(zhǎng)~1300nm的紅外量子點(diǎn)熒光輻射可以在100~200m距離之外被系統(tǒng)有效提取，從而實(shí)現(xiàn)紅外量子點(diǎn)材料的遠(yuǎn)距離識(shí)別。系統(tǒng)對(duì)熒光特性的檢測(cè)結(jié)果用于分析和指導(dǎo)不同紅外量子點(diǎn)材料的制備過(guò)程，也將推動(dòng)其遠(yuǎn)距離識(shí)別應(yīng)用的多樣性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：量子點(diǎn)；紅外；識(shí)別；熒光探測(cè)

0 引言

半導(dǎo)體量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維的納米材料，量子限域效應(yīng)使其具有類分子的分立能級(jí)，因此顯現(xiàn)出許多獨(dú)特的光學(xué)與電學(xué)性質(zhì)，在光伏電池、光電檢測(cè)以及能源與照明等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。量子點(diǎn)受激后可以發(fā)射熒光，熒光波長(zhǎng)由材料和尺寸控制；其熒光穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、量子產(chǎn)率高，是一種理想的無(wú)機(jī)熒光標(biāo)記材料，在物質(zhì)檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)以及防偽與目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域引起各國(guó)研究者的普遍重視。

量子點(diǎn)用于環(huán)境物質(zhì)的檢測(cè)與定量分析，主要是利用其光學(xué)性質(zhì)對(duì)表面狀態(tài)極為敏感的特點(diǎn)而將量子點(diǎn)作為離子或分子熒光探針。2002年，Chen等首次提出通過(guò)向量子點(diǎn)熒光探針溶液中加入不同種類以及不同濃度的金屬離子，使其熒光發(fā)生淬滅或增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)金屬離子的檢測(cè)。

在其之后，人們利用量子點(diǎn)熒光探針開發(fā)了更多金屬離子以及其他分子等微觀物質(zhì)的有效檢測(cè)手段。量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，則得益于其較寬的激發(fā)光譜與狹窄對(duì)稱的發(fā)射光譜，這使得單一光源就可以迅速激發(fā)不同尺寸的量子點(diǎn)粒子，得到可分辨的窄發(fā)射譜峰，且沒有有機(jī)熒光團(tuán)發(fā)射峰所存在的顯著拖尾，因此更易于被辨識(shí)。

此外，量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度和穩(wěn)定性是有機(jī)熒光染料的20~100倍，其抗淬滅反應(yīng)與光化學(xué)穩(wěn)定性使其成為適于長(zhǎng)期跟蹤研究關(guān)鍵生命過(guò)程的強(qiáng)有力的標(biāo)記工具。特別是近紅外量子點(diǎn)，輻射熒光波長(zhǎng)處于生物組織吸收更低的近紅外波段，與可見光量子點(diǎn)相比更能穿透目標(biāo)組織，對(duì)深層組織和器官的檢測(cè)具有更高的靈敏度和對(duì)比度。

因此，紅外量子點(diǎn)熒光在生物組織成像與熒光標(biāo)記、活體成像、藥物輸送和腫瘤靶向治療、微生物標(biāo)記與追蹤以及RNA檢測(cè)等方面都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

與量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用類似，防偽與目標(biāo)識(shí)別技術(shù)中也可以通過(guò)檢測(cè)量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)的熒光輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)目標(biāo)或偽裝信息的識(shí)別。區(qū)別是，后者的應(yīng)用場(chǎng)景多發(fā)生于宏觀環(huán)境當(dāng)中，往往需要對(duì)量子點(diǎn)受到激發(fā)后發(fā)出的頻率轉(zhuǎn)換熒光進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)甚至較遠(yuǎn)距離的檢測(cè)與分析。

同時(shí)，由于應(yīng)用環(huán)境受自然干擾更為嚴(yán)重，因此，相比于可見光，不可見的紅外波段更具優(yōu)勢(shì)。2010年，徐波等就曾提出利用熒光發(fā)射峰為647nm和750nm的兩種近紅外熒光量子點(diǎn)的發(fā)射光譜通過(guò)特定的編碼法則實(shí)現(xiàn)防偽。

然而隨后多年，量子點(diǎn)防偽與目標(biāo)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展仍多集中于摻雜可見光量子點(diǎn)的隱形熒光墨水的研制，因此亟需研究紅外量子點(diǎn)熒光的宏觀遠(yuǎn)距離探測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其熒光特性的遠(yuǎn)距離分析，這將極大地推動(dòng)紅外量子點(diǎn)材料在防偽與目標(biāo)識(shí)別等非生物應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

鑒于此，文中采用微弱信號(hào)檢測(cè)的方法，基于光電檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)并構(gòu)建系統(tǒng)，對(duì)紅外膠質(zhì)量子點(diǎn)熒光傳輸較遠(yuǎn)距離后的微弱光信號(hào)進(jìn)行光學(xué)采集、光電轉(zhuǎn)換以及放大濾波等處理，完成對(duì)其熒光能量的有效提取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)紅外量子點(diǎn)材料的遠(yuǎn)距離識(shí)別與特性分析。

1 紅外量子點(diǎn)的熒光發(fā)光機(jī)理

前期研究表明，量子點(diǎn)三種相互競(jìng)爭(zhēng)的熒光產(chǎn)生途徑中，電子和空穴直接有效復(fù)合產(chǎn)生的激子態(tài)發(fā)光能夠滿足波長(zhǎng)隨量子點(diǎn)尺寸的減小而藍(lán)移，且尺寸越小，藍(lán)移幅度越大，是目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)應(yīng)用中需要著重保持和增強(qiáng)的一種發(fā)光機(jī)制。

PbS、PbSe等Pb族半導(dǎo)體材料發(fā)射波長(zhǎng)在近紅外波段，且有效質(zhì)量和禁帶寬度更小、介電常數(shù)和玻爾半徑更大，因此，具有更明顯的尺寸限域效應(yīng)，其量子點(diǎn)的熒光性能更為優(yōu)異。

以PbS量子點(diǎn)為例，其不同尺寸量子點(diǎn)（1~9號(hào)樣品粒徑范圍2.35~5.61nm，依次增大）的吸收譜和發(fā)射譜如圖1所示。圖中有明顯的激子吸收峰和發(fā)射峰，且可以看出PbS量子點(diǎn)吸收光譜與發(fā)射光譜的強(qiáng)尺寸依賴性。若在應(yīng)用中根據(jù)波長(zhǎng)需求調(diào)整制備過(guò)程，可以很容易地通過(guò)尺寸調(diào)諧的手段實(shí)現(xiàn)檢測(cè)識(shí)別的多樣化。

圖1 不同尺寸PbS量子點(diǎn)的吸收光譜（a）與發(fā)射光譜（b）

2 紅外量子點(diǎn)熒光遠(yuǎn)距離探測(cè)系統(tǒng)

依據(jù)上述分析，基于微弱信號(hào)檢測(cè)的基本原理和工作流程設(shè)計(jì)一套紅外量子點(diǎn)材料的熒光遠(yuǎn)距離探測(cè)系統(tǒng)，其組成包括激光器、電脈沖產(chǎn)生裝置、光學(xué)接收單元、光電探測(cè)器以及信號(hào)處理單元等，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)的待測(cè)目標(biāo)是由PbS膠質(zhì)量子點(diǎn)制成的薄膜材料，該材料在800~1000nm波段有比較明顯的激光吸收，并在受到激發(fā)后輻射出1300nm附近的紅外熒光，圖3為其發(fā)射光譜。

圖2 紅外量子點(diǎn)熒光遠(yuǎn)距離探測(cè)系統(tǒng)組成

系統(tǒng)工作時(shí)，激光器發(fā)出980nm的調(diào)制激光脈沖，照射并激發(fā)PbS紅外量子點(diǎn)樣品，產(chǎn)生~1300nm的出射熒光。該熒光與激發(fā)光均在材料表面向外發(fā)生全向漫反射，并向遠(yuǎn)處傳播。

在接收端，這兩種光將和外界環(huán)境的雜散光一起進(jìn)入光學(xué)接收單元。光學(xué)接收單元由匯聚透鏡與窄帶濾光片組成，用于完成環(huán)境中待測(cè)熒光的收集與濾波處理。窄帶濾光片的中心波長(zhǎng)依據(jù)圖3待測(cè)樣品的發(fā)射光譜選定為1300nm，以保正系統(tǒng)對(duì)待測(cè)熒光之外光束的最大化濾除。

經(jīng)窄帶濾光片后，紅外量子點(diǎn)材料受激產(chǎn)生的待測(cè)熒光與剩余的少量環(huán)境雜散光將匯聚到PIN光電二極管上，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生電信號(hào)。

圖3 待測(cè)紅外量子點(diǎn)材料樣品發(fā)射光譜

探測(cè)系統(tǒng)電信號(hào)的處理流程如圖4所示，采用調(diào)制解調(diào)的方式實(shí)現(xiàn)紅外量子點(diǎn)材料熒光回波脈沖信號(hào)的放大和有效提取。

圖 4 熒光探測(cè)系統(tǒng)信號(hào)處理流程

頻率控制單元控制信號(hào)發(fā)生器輸出兩路以相同頻率震蕩的電脈沖信號(hào)，其中一路用于對(duì)連續(xù)激光器進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生頻率可控的已調(diào)激光脈沖，進(jìn)而激發(fā)待測(cè)量子點(diǎn)樣品產(chǎn)生紅外熒光輻射。另一路電脈沖信號(hào)則被信號(hào)處理單元用作參考信號(hào)，對(duì)已調(diào)熒光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和放大等處理后的信號(hào)波形進(jìn)行解調(diào)，實(shí)現(xiàn)熒光信號(hào)的檢波拾取。

圖5為激發(fā)光與熒光脈沖信號(hào)在不同調(diào)制頻率下的波形對(duì)比。圖中，量子點(diǎn)材料的熒光信號(hào)（藍(lán)色）能量低于激發(fā)光信號(hào)（紅色），且有展寬和相移。利用紅外量子點(diǎn)的熒光響應(yīng)特性優(yōu)化激發(fā)光脈沖的調(diào)制頻率，可以明顯改善熒光脈沖的展寬和相移，使熒光信號(hào)波形與激發(fā)光信號(hào)波形基本一致（圖5（b））。

圖5 不同調(diào)制頻率下，紅外量子點(diǎn)樣品激光回波信號(hào)波形圖

圖6為有、無(wú)待測(cè)樣品時(shí)系統(tǒng)放大濾波單元的輸出信號(hào)波形。未放置樣品時(shí)，由于無(wú)頻率轉(zhuǎn)換熒光信號(hào)產(chǎn)生，且激發(fā)光與雜散光已由光學(xué)子系統(tǒng)和放大濾波電路基本濾除，因此，輸出波形為一條幾乎與零線平齊的直線。

放置樣品后，系統(tǒng)放大電路的輸出波形則為由脈沖激光激發(fā)材料后的熒光脈沖回波，反映紅外量子點(diǎn)材料的頻率轉(zhuǎn)換特性，其脈沖重復(fù)頻率與激發(fā)光脈沖調(diào)制頻率一致。對(duì)放大后的電信號(hào)進(jìn)一步解調(diào)檢波與分析，即可以實(shí)現(xiàn)紅外量子點(diǎn)材料的遠(yuǎn)距離探測(cè)與分析。

圖6 無(wú)（a）和有（b）量子點(diǎn)樣品時(shí)，系統(tǒng)放大電路的輸出波形圖

3 紅外量子點(diǎn)材料遠(yuǎn)距離探測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

此節(jié)利用第2節(jié)建立的紅外量子點(diǎn)熒光探測(cè)系統(tǒng)對(duì)PbS膠質(zhì)量子點(diǎn)薄膜的熒光回波進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)。為對(duì)比分析，定制兩種尺寸相同（5cm×5cm），厚度分別為0.5mm與1.1mm、PbS量子點(diǎn)濃度分別為3wt%與6wt%的薄膜樣品，并在后續(xù)分析中簡(jiǎn)稱樣品A與樣品B。

為減少自然光干擾與環(huán)境變化擾動(dòng)，實(shí)驗(yàn)選擇在夜間空曠的戶外環(huán)境中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中，將紅外量子點(diǎn)薄膜待測(cè)樣品置于較大尺寸的金屬背板中心制成標(biāo)靶，垂直放置于與激光器和探測(cè)系統(tǒng)基本等高的一定距離之外，并測(cè)試背景噪聲。

隨后，再由可見的氦氖激光作為980nm激光脈沖的導(dǎo)引光對(duì)樣品進(jìn)行瞄準(zhǔn)激發(fā)。固定激光器的出射功率，改變激光器/探測(cè)器與樣品之間的距離L，從而調(diào)節(jié)樣品表面的激發(fā)光功率密度Iexc在0~16.5mW/cm2之間變化，并將探測(cè)系統(tǒng)光學(xué)接收單元的性能調(diào)整到最優(yōu)狀態(tài)。

分別記錄熒光信號(hào)經(jīng)系統(tǒng)多級(jí)放大后的電壓峰峰值VPP以及經(jīng)相敏檢波電路輸出的直流電壓值VDC。圖7為系統(tǒng)分別對(duì)兩種量子點(diǎn)薄膜樣品A、B進(jìn)行探測(cè)時(shí)，紅外熒光經(jīng)系統(tǒng)檢波處理后的輸出直流電壓VDC隨探測(cè)距離L的變化曲線。

圖7表明，當(dāng)紅外量子點(diǎn)樣品A與樣品B受到激發(fā)產(chǎn)生熒光回波時(shí)，探測(cè)系統(tǒng)輸出的直流電壓隨探測(cè)距離的增大（Iexc減小）而降低，并分別在56.2m和65.2m處達(dá)到極限，此時(shí)的直流電壓值接近于量子點(diǎn)樣品未激發(fā)時(shí)系統(tǒng)的輸出直流電壓V0DC≈130mV。當(dāng)探測(cè)距離再繼續(xù)增大時(shí)，有、無(wú)激發(fā)光時(shí)的系統(tǒng)輸出沒有明顯差別，量子點(diǎn)熒光無(wú)法探測(cè)。

圖7 量子點(diǎn)熒光檢波輸出直流電壓變化圖

圖8以樣品B為例，給出了在較近和較遠(yuǎn)兩處位置探測(cè)時(shí)系統(tǒng)輸出的已調(diào)放大波形（圖8（a）、圖8（c））和解調(diào)后的直流波形（圖8（b）、圖8（d））。

圖8 樣品B熒光檢測(cè)信號(hào)波形（相敏檢波前后）

從圖8所示的熒光檢測(cè)信號(hào)波形可以看到，在較近（32.7m）和較遠(yuǎn)（65.2m）兩個(gè)距離處系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)熒光回波的有效探測(cè)（VDC），但探測(cè)距離的增大已經(jīng)導(dǎo)致熒光檢測(cè)信號(hào)放大后波形的明顯劣化與失真。

相敏檢波電路在一定程度上彌補(bǔ)了這一失真，由噪聲中提取出真正的熒光信號(hào)，有效地增加了系統(tǒng)對(duì)熒光回波的可探測(cè)距離。然而，隨著探測(cè)距離的進(jìn)一步增大，已調(diào)放大波形失真加劇，相敏檢波電路的補(bǔ)償作用達(dá)到極限。此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)熒光回波的探測(cè)幾乎失效，探測(cè)距離達(dá)到極大值，相敏檢波電路輸出直流電壓值VDC≈140 mV。

由于待測(cè)樣品在較遠(yuǎn)距離發(fā)射熒光并傳輸，可近似為點(diǎn)光源發(fā)光。因此，根據(jù)照度定律，系統(tǒng)接收端光電探測(cè)器表面接收到的熒光功率密度IR與探測(cè)距離L以及激發(fā)光功率密度Iexc和量子點(diǎn)材料的熒光轉(zhuǎn)換效率之間存在如下關(guān)系：

式中：M為等效的熒光傳輸透過(guò)率參數(shù)，包含系統(tǒng)光學(xué)接收孔徑、環(huán)境與濾光片等造成的能量衰減，測(cè)試條件相同時(shí)，其值基本不變。改寫公式（1），得到：

這表明，系統(tǒng)對(duì)材料熒光的探測(cè)距離L隨激發(fā)光強(qiáng)與材料熒光轉(zhuǎn)換效率的增大而增大，且與探測(cè)器表面的熒光功率密度IR成反比。因此，當(dāng)激發(fā)光強(qiáng)與待測(cè)材料不變時(shí)，探測(cè)系統(tǒng)對(duì)量子點(diǎn)材料的受激熒光存在最大可探測(cè)距離Lmax，其值由光電探測(cè)器光強(qiáng)響應(yīng)的最小閾值決定。

圖9給出調(diào)節(jié)照射樣品表面的激發(fā)光強(qiáng)度大小時(shí)，系統(tǒng)隨著紅外量子點(diǎn)材料樣品A與樣品B最大可探測(cè)距離的變化情況。圖9（a）和圖9（b）分別對(duì)應(yīng)兩種不同的光電探測(cè)器的響應(yīng)閾值。

圖中散點(diǎn)數(shù)據(jù)及其擬合曲線規(guī)律表明，被測(cè)PbS量子點(diǎn)薄膜樣品的熒光最大可探測(cè)距離隨其表面激發(fā)光功率密度的增大而呈拋物線型增長(zhǎng)，在激發(fā)光功率密度為45 mW=cm2時(shí)達(dá)百米量級(jí)；

增大系統(tǒng)光電探測(cè)器孔徑后，這一距離進(jìn)一步增大到120m （樣品A）和160 m （樣品B），若進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，甚至可以達(dá)到134m（樣品A）和210m（樣品B）。

并且，數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)顯示被測(cè)紅外量子點(diǎn)材料的熒光發(fā)光能力與遠(yuǎn)距離傳輸能力尚未飽和，若樣品表面的激發(fā)光強(qiáng)度繼續(xù)增加，熒光回波脈沖的可探測(cè)距離也將繼續(xù)按曲線規(guī)律進(jìn)一步增大。

這意味著前述熒光探測(cè)系統(tǒng)能夠在百米甚至兩百米之外成功檢測(cè)到紅外量子點(diǎn)樣品的受激熒光，進(jìn)而可以通過(guò)樣品的有無(wú)判斷如何實(shí)現(xiàn)紅外量子點(diǎn)材料的遠(yuǎn)距離識(shí)別。

圖9 量子點(diǎn)樣品熒光最大可探測(cè)距離隨激發(fā)光功率密度的變化關(guān)系

當(dāng)激發(fā)光功率密度較低時(shí)（《2mW=cm2），圖中熒光最大可探測(cè)距離的實(shí)測(cè)值明顯小于曲線擬合值。這說(shuō)明當(dāng)激發(fā)光較弱時(shí)，其照射量子點(diǎn)薄膜樣品產(chǎn)生熒光的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)不到擬合曲線系數(shù)所等效的熒光效率值，即樣品中的量子點(diǎn)可能尚未充分激發(fā)。

只有當(dāng)激發(fā)光功率密度增大到一定程度時(shí)，PbS量子點(diǎn)薄膜樣品的熒光激發(fā)效率才能達(dá)到穩(wěn)定。這在一定程度上說(shuō)明，紅外量子點(diǎn)薄膜樣品受激輻射遠(yuǎn)距離傳輸熒光的過(guò)程存在閾值性。

此外，由于每幅圖中兩組數(shù)據(jù)的測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)與環(huán)境參數(shù)均相同，其擬合系數(shù)q之比與樣品熒光效率之比存在如下關(guān)系：

將曲線擬合系數(shù)qA、qB的值代入公式 （4），可以得到兩種樣品的熒光功率效率之比為：

即激發(fā)光功率密度相同時(shí)，樣品B受激輻射的熒光強(qiáng)度是樣品A的1.8倍，這也是圖中樣品B比樣品A能夠達(dá)到更大的探測(cè)距離極限的原因，產(chǎn)生這一差異主要是由于兩種量子點(diǎn)薄膜樣品的厚度和量子點(diǎn)分散濃度都不相同。

顯然，量子點(diǎn)濃度越高、薄膜厚度越大，單位激光功率激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的有效熒光越強(qiáng)。后續(xù)結(jié)合材料樣品的具體制備過(guò)程，可以進(jìn)一步定量分析量子點(diǎn)濃度、薄膜厚度等參數(shù)對(duì)熒光效率的影響。

同時(shí)，若能夠定量測(cè)算環(huán)境及系統(tǒng)的光學(xué)衰減，上述過(guò)程還可用于估算和對(duì)比不同形態(tài)紅外量子點(diǎn)材料的熒光功率效率，并由此指導(dǎo)防偽與識(shí)別應(yīng)用中紅外量子點(diǎn)樣品的制備工藝。

4 結(jié)論

文中從紅外量子點(diǎn)材料頻率轉(zhuǎn)換熒光的產(chǎn)生機(jī)理與特性分析出發(fā)，針對(duì)其在宏觀遠(yuǎn)距離防偽與識(shí)別檢測(cè)中的應(yīng)用，基于光電檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)并搭建了一套適用于紅外量子點(diǎn)薄膜熒光的微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，并用其對(duì)兩種不同厚度和濃度的PbS量子點(diǎn)薄膜樣品進(jìn)行了熒光檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析表明，輻射熒光波長(zhǎng)~1300nm的紅外量子點(diǎn)材料可以在100~200m距離之外被該系統(tǒng)有效地探測(cè)與識(shí)別，且識(shí)別距離還可以進(jìn)一步提升。

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，僅靠改變系統(tǒng)的光學(xué)接收單元參數(shù)，就有可能將其推廣到其他波段紅外量子點(diǎn)材料的遠(yuǎn)距離識(shí)別檢測(cè)。這為紅外量子點(diǎn)材料的遠(yuǎn)距離防偽與識(shí)別應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)樣品熒光的遠(yuǎn)距離檢測(cè)結(jié)果還可以用于材料熒光特性的對(duì)比與分析。除可以在相同的測(cè)試條件下對(duì)不同紅外量子點(diǎn)樣品的熒光功率轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行定性對(duì)比之外，還可以在已知環(huán)境與系統(tǒng)光學(xué)衰減的前提下。

定量估算不同量子點(diǎn)樣品的熒光功率效率，并由此對(duì)樣品厚度、樣品結(jié)構(gòu)以及樣品中量子點(diǎn)濃度的設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)。這將極大地推動(dòng)紅外量子點(diǎn)材料熒光遠(yuǎn)距離應(yīng)用的多樣性發(fā)展。

本文內(nèi)容轉(zhuǎn)載自《紅外與激光工程》2021年第7期，版權(quán)歸《紅外與激光工程》編輯部所有。本文內(nèi)容不含參考文獻(xiàn)，如有需要請(qǐng)參考原論文。

耿蕊，趙康，陳青山

北京信息科技大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院

編輯：jq