本發(fā)明屬于光致發(fā)光測(cè)試，具體是一種低溫光致發(fā)光多樣品測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光致發(fā)光是指物質(zhì)在光的照射下吸收光子能量，激發(fā)電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，形成電子-空穴對(duì)，當(dāng)這些激發(fā)態(tài)的載流子復(fù)合時(shí)，會(huì)釋放出能量，通常以光子的形式發(fā)射出來(lái)的現(xiàn)象。光致發(fā)光可以分為熒光和磷光兩種類型，熒光是指激發(fā)態(tài)電子在非輻射躍遷后迅速返回基態(tài)并發(fā)光，而磷光則是指激發(fā)態(tài)電子在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)通過(guò)自旋禁阻躍遷緩慢返回基態(tài)并發(fā)光。光致發(fā)光是一種冷發(fā)光過(guò)程，因?yàn)樗话殡S有大量的熱能產(chǎn)生。

2、光致發(fā)光在材料科學(xué)、半導(dǎo)體技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，在半導(dǎo)體材料的研究中，光致發(fā)光光譜可以用來(lái)分析材料的能帶結(jié)構(gòu)、缺陷態(tài)密度和載流子動(dòng)力學(xué)等特性。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特定的熒光染料可以用于標(biāo)記生物分子，通過(guò)光致發(fā)光成像技術(shù)來(lái)觀察細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)或進(jìn)行疾病診斷。此外，光致發(fā)光還被用于太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管等光電器件的性能評(píng)估和優(yōu)化。但是目前傳統(tǒng)的低溫樣品室內(nèi)的樣品架是固定的，因?yàn)橄到y(tǒng)光路是固定的，因此每次只能測(cè)試一個(gè)樣品。如果需要測(cè)試多個(gè)樣品，需要重復(fù)調(diào)整低溫樣品室的溫度和更換樣品，最終導(dǎo)致多個(gè)樣品低溫測(cè)試時(shí)耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，而且可能導(dǎo)致測(cè)試條件的不一致。

3、綜上所述，低溫樣品室內(nèi)樣品測(cè)試效率低已經(jīng)成為該領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問(wèn)題。因此，有必要提出一種低溫光致發(fā)光多樣品測(cè)試系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種低溫光致發(fā)光多樣品測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)帶動(dòng)低溫樣品室運(yùn)動(dòng)，并在低溫樣品室內(nèi)使用可旋轉(zhuǎn)測(cè)試多個(gè)樣品的樣品柱，提高了光致發(fā)光測(cè)試效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種低溫光致發(fā)光多樣品測(cè)試系統(tǒng)，包括升降臺(tái)和支撐板，支撐板固定連接于升降臺(tái)輸出端頂部，支撐板遠(yuǎn)離升降臺(tái)的一側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒頂部固定連接有刻度盤，刻度盤頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有刻度圓尺，刻度圓尺頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有冷頭，冷頭底部固定連接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸貫穿刻度圓尺延伸至轉(zhuǎn)筒底部，刻度圓尺與轉(zhuǎn)軸外壁固定連接，轉(zhuǎn)軸底部固定連接有樣品柱，樣品柱外壁上分別固定連接有加熱線圈和若干固定位，轉(zhuǎn)筒底部可拆卸連接有中空的低溫樣品室，樣品柱位于低溫樣品室內(nèi)部，低溫樣品室外壁上開(kāi)有若干透光鏡，轉(zhuǎn)筒與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有低溫腔，低溫腔和低溫樣品室互相連通。

3、采用上述方案后實(shí)現(xiàn)了以下原理以及有益效果：

4、基本原理：入射激發(fā)激光通過(guò)入射光孔照射到旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)位置的樣品上，樣品在激光的激發(fā)下產(chǎn)生光致發(fā)光現(xiàn)象。發(fā)光信號(hào)通過(guò)透光鏡傳出低溫樣品室，并由檢測(cè)探頭捕獲，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理和分析。轉(zhuǎn)筒底部連接的中空低溫樣品室為樣品提供了一個(gè)低溫測(cè)試環(huán)境。通過(guò)冷頭對(duì)低溫腔和低溫樣品室內(nèi)進(jìn)行降溫，可以維持樣品所需的低溫條件。通過(guò)冷頭及與其固定連接的樣品柱旋轉(zhuǎn)，樣品柱上的多個(gè)固定位可以安裝不同的樣品。隨著轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，每個(gè)樣品依次經(jīng)過(guò)光照線路交匯的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)樣品的連續(xù)測(cè)試。

5、有益效果：

6、1、本發(fā)明在低溫條件下一次測(cè)試可以完成多個(gè)樣品的性能評(píng)估，通過(guò)可旋轉(zhuǎn)的樣品柱和多個(gè)固定位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)樣品的連續(xù)測(cè)試，無(wú)需頻繁更換樣品，顯著提高了測(cè)試效率，減少了重復(fù)設(shè)置和校準(zhǔn)的次數(shù)，也從而降低了測(cè)試成本。

7、2、本發(fā)明保證了不同樣品的測(cè)試條件一致性。在一般低溫系統(tǒng)中每次只能測(cè)一個(gè)樣品，換完樣品后雖然把所有參數(shù)設(shè)置調(diào)到上次樣品一樣，但很難保證條件一致，并且很難預(yù)測(cè)一些系統(tǒng)誤差。本發(fā)明中所有樣品在同一個(gè)條件下測(cè)試的，所有條件是一致的，包括樣品室溫度均勻性、激光強(qiáng)度和各個(gè)光學(xué)元件的位置，保證了系統(tǒng)誤差趨于零。

8、3、本發(fā)明中刻度盤和刻度圓尺的組合使用，為冷頭和轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)提供了精確的角度控制。精確的機(jī)械結(jié)構(gòu)和光學(xué)設(shè)計(jì)確保了測(cè)試過(guò)程中光線和樣品的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。

9、4、本發(fā)明中低溫樣品室提供了穩(wěn)定的低溫測(cè)試環(huán)境，減少了環(huán)境溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。同時(shí)支持不同尺寸和形狀的樣品測(cè)試，通過(guò)更換不同規(guī)格的固定位和透光鏡即可適應(yīng)不同測(cè)試需求。

10、進(jìn)一步，還包括實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)箱頂部可拆卸連接有分體上蓋，分體上蓋開(kāi)有預(yù)留升降孔，預(yù)留升降孔位于低溫樣品室的運(yùn)動(dòng)軌跡上，實(shí)驗(yàn)箱外壁上開(kāi)有發(fā)射光出孔，實(shí)驗(yàn)箱遠(yuǎn)離發(fā)射光出孔一側(cè)外壁上開(kāi)有第一備用入射孔，實(shí)驗(yàn)箱上發(fā)射光出孔與第一備用入射孔之間的外壁上開(kāi)有入射光孔，實(shí)驗(yàn)箱遠(yuǎn)離入射光孔一側(cè)外壁上第二備用入射光孔，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)底壁上固定連接有調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)塊固定連接有輔助支架，輔助支架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有分束鏡支架，分束鏡支架在入射光孔的光照軌跡上，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)底壁上固定連接有常溫測(cè)試樣品架，常溫測(cè)試樣品架位于入射光孔、第一備用入射孔、第二備用入射光孔和發(fā)射光出孔交匯點(diǎn)處。

11、有益效果：常溫測(cè)試樣品架的固定位置確保了樣品位于入射光孔、第一備用入射孔、第二備用入射光孔和發(fā)射光出孔的交匯點(diǎn)處。這種設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了樣品放置的過(guò)程，還確保了每個(gè)樣品在測(cè)試過(guò)程中都能接收到相同的光照條件和檢測(cè)條件，提高了測(cè)試的重復(fù)性和可靠性。

12、進(jìn)一步，實(shí)驗(yàn)箱靠近常溫測(cè)試樣品架方向的內(nèi)底壁上分別固定連接有入射光透鏡和發(fā)射光透鏡，實(shí)驗(yàn)箱靠近發(fā)射光出孔方向的內(nèi)底壁上固定連接有濾光片支架，入射光透鏡位于入射光孔光照軌跡上，發(fā)射光透鏡和濾光片支架位于發(fā)射光出孔光照軌跡上。

13、有益效果：實(shí)驗(yàn)箱為整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)提供了一個(gè)封閉且可控的測(cè)試環(huán)境，有助于減少外界干擾，如溫度波動(dòng)、光線散射等，從而提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。位于低溫樣品室運(yùn)動(dòng)軌跡上的預(yù)留升降孔，確保了低溫樣品室在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能夠順利進(jìn)出實(shí)驗(yàn)箱，同時(shí)保持光路的連續(xù)性。入射光孔、發(fā)射光出孔、第一備用入射孔和第二備用入射孔的精確布局，使得入射光能夠準(zhǔn)確照射到樣品上，產(chǎn)生的光致發(fā)光信號(hào)能夠順利被檢測(cè)探頭捕獲。

14、進(jìn)一步，實(shí)驗(yàn)箱靠近入射光孔方向兩內(nèi)側(cè)壁上固定連接有若干遮光板。

15、有益效果：遮光板的主要作用是阻擋和減少非必要的光線散射和干擾。在光致發(fā)光測(cè)試中，精確控制入射光和檢測(cè)光路至關(guān)重要。遮光板能夠確保只有經(jīng)過(guò)精確調(diào)整的入射光能夠照射到樣品上，同時(shí)減少光線在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的反射和散射，從而提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和信噪比。

16、進(jìn)一步，樣品柱為四方柱形。

17、有益效果：四方柱形的樣品柱相比其他形狀在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中具有更高的穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性有助于減少樣品在測(cè)試過(guò)程中的晃動(dòng)或偏移，從而確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

18、進(jìn)一步，轉(zhuǎn)軸底部固定有若干溫度傳感器。

19、有益效果：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度并調(diào)整低溫環(huán)境，可以確保每個(gè)樣品在測(cè)試過(guò)程中都經(jīng)歷相同的溫度條件，從而提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

20、進(jìn)一步，轉(zhuǎn)筒底部外壁上固定連接有密封層。

21、有益效果：密封層有效隔絕了低溫樣品室與外部環(huán)境的熱交換，減少了低溫氣體的泄漏，從而確保了低溫樣品室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。這對(duì)于需要精確控制溫度的光致發(fā)光測(cè)試來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，因?yàn)闇囟炔▌?dòng)可能會(huì)影響樣品的發(fā)光性能。

22、進(jìn)一步，升降臺(tái)底部固定連接有配重塊。

23、有益效果：配重塊能夠顯著增加升降臺(tái)及其上方結(jié)構(gòu)的整體重量，從而降低其在工作過(guò)程中的晃動(dòng)和振動(dòng)。這對(duì)于需要精確控制樣品位置和角度的測(cè)試系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，因?yàn)槿魏挝⑿〉幕蝿?dòng)都可能影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

24、進(jìn)一步，分體上蓋頂部固定連接有若干提手。

25、有益效果：提手的設(shè)計(jì)使得實(shí)驗(yàn)箱在需要移動(dòng)或搬運(yùn)時(shí)更加方便快捷。操作人員可以輕松地通過(guò)提手將實(shí)驗(yàn)箱提起并移動(dòng)至所需位置，無(wú)需依賴其他搬運(yùn)工具或多人協(xié)作，提高了工作效率。

26、進(jìn)一步，預(yù)留升降孔內(nèi)壁可拆卸連接有預(yù)留升降孔擋板。

27、有益效果：預(yù)留升降孔擋板在不需要進(jìn)行樣品測(cè)試或維護(hù)時(shí)，可以緊密地封閉預(yù)留升降孔，有效防止外部空氣、灰塵或其他雜質(zhì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部，在進(jìn)行常溫測(cè)試時(shí)，更重要的是防止外界光線進(jìn)入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部，從而保持實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)環(huán)境的清潔度和穩(wěn)定性。這對(duì)于需要高精度、高潔凈度測(cè)試條件的光致發(fā)光實(shí)驗(yàn)尤為重要。