用Origin拟合Cu2O纳米线时间分辨荧光光谱寿命

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常见测量仪器的b类不确定度(常见仪器检测送样要求)

常见测量仪器的b类不确定度（常见仪器检测送样要求）1.场发射扫描电子显微镜（FESEM）送样要求1.样品中不得含有水、有机小分子等易挥发、易分解成分。

2. 样品尽量小，最大尺寸：高15mm，直径30mm。

3.多孔或易潮解样品，需提前真空干燥处理。

4.粉末样品中不能含有铁、钴、镍等具有磁性成分，且不易被磁化。

超声分散，滴在铝箔上，干燥后送样。

5.需观察样品断面时，断面自己制备。

6.只做元素分析时，要用红外压片机把纯粉末样品压片。

不能测硼以下元素，测铂元素要事先说明。

2.射线衍射仪（RD）：测试项目常规测试、结晶度分析、取向度测试、晶粒尺寸分析、物相分析、小角衍射。

送样要求1．送样者在测试射线衍射之前，请务必事先了解晶体学的基础知识和射线衍射的基本原理。

为什么要用射线衍射仪以及测试项目（晶型、晶粒尺寸、结晶度、取向度、物相分析等）；2．送样前，请用简单易记的英文字母（如：A,B,C…）和数字（如：1，2，3…）对样品进行编号等.3．粉末样品：须充分研磨，需0.2克左右；4．片状样品：需有一个大于55mm（最佳为1515mm）平整的测试面；5.块状样品：需有一个大于55mm（最佳为1515mm）平整的测试面，如不平整，可用砂纸轻轻磨平，无厚度要求；6.纤维样品：a. 取向度测试：样品须疏理整齐，最少需长约30mm，直径约3mm一束纤维（大约圆珠笔芯大小的一束丝）；b.常规测试、结晶度、晶粒尺寸：样品须充分剪碎，呈细粉末状，需0.2克左右(大约一分钱硬币的体积)；7.液体样品不能测试；3.小角射线散射（SAS）送样要求1．粉末样品：须充分研磨，需0.2克左右；2．片状样品：样品表面平整，可折叠制样，最佳厚度为1mm；3．液体样品：浓度极低的稀溶液，大约需要50μL，120 mm2；4. 纤维样品：一束梳理整齐的纤维，长度5 cm, 纤维束直径2mm;不符合以上送样要求，不能保证数据的准确性。

数据处理请根据小角射线散射数据处理方法将数据按照其步骤导入origin软件中分析作图。

数学工具软件origin的简明用法

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二、基本操作
2.2 子窗口操作 Origin 是一个多文档界面（ Multiple Document Interface）MDI应用程序，在其工作空间可以打开多个子窗口，这些子窗口只能由一个是处于激活状态的，一切的子窗口操作都是对当前激活状态的子窗口而言。对子窗口的操作主要包括打开、重命名、排列、视图、删除、刷新、复制和保存等。各操作将结合具体实例向大家介绍。
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2.3 数据浏览 Origin的Tools工具栏提供了几种工具，用来在数据曲线上浏览数据。如下：
Data Display Data Selector 动态显示所选数据点或屏幕点的XY坐标值选择一段数据曲线，作出标志（一是用鼠标，二是利用Ctrl,Ctrl+Shift与左右箭头的组合）读取数据曲线上的选定点的XY值读取绘图窗口内选定点的XY值局部放大曲线缩放
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1.2 菜单栏菜单栏的结构取决于当前的活动窗口
工作表窗口菜单绘图窗口菜单矩阵窗口菜单
当前窗口为工作表窗口、绘图窗口或矩阵窗口时，主菜单及其各子菜单的内容并不完全相同，而是与当前窗口的操作对象有关。

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菜单简要说明： File 文件功能操作打开文件、输入输出数据图形等 Edit 编辑功能操作包括数据和图像的编辑等，比如复制、粘贴、清除等，特别注意undo功能 View 视图功能操作控制屏幕显示, Plot 绘图功能操作主要提供5类功能: 1、几种样式的二维绘图功能，包括直线、描点、直线加符号、特殊线／符号、条形图、柱形图、特殊条形图／柱形图和饼图 2、三维绘图 3、气泡／彩色映射图、统计图和图形版面布局 4、特种绘图，包括面积图、极坐标图和向量 5、膜板：把选中的工作表数据到如绘图模板

荧光寿命的认识ppt课件

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例子（2）浓度
，图中纵坐标In(I/I0)为荧光强度的对数值.从图4可以看出，光致荧光强度的衰减呈现明显的指数下降趋势，具有典型的光致
荧光特征通过拟合光致荧光强度衰减曲线，可以计算出不同Er
浓度玻璃的荧光寿命τ 随Y浓度的变化，
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例子（3）
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• 对于不同B3+掺杂量的Zn2.85(P1-x/2 O4)2:Mn2+0.15, B3+x 样品,我们还测定了它们的余辉性能,图5给出了各个样品的余辉衰减曲线。从图中可以看出, B3+的共掺杂增加了样品的余辉性能,随着掺杂量的增加其余辉性能也随之增强,当B3+掺杂量达到x=0.10时样品的余辉性能明显增大,继续增加B3+的含量其余辉性能则有所降低。这是由于B3+的不等价取代使得基质中引进了外部缺陷作为电荷俘获中心,从而增加了材料的余辉性能,而当B3+ 掺杂量过高时反而导致样品的结晶度降低从而影响其余辉性能。
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研究荧光寿命的意义（5）非辐射能量转移、时间分辨荧光各向异
性等主要荧光技术都离不开荧光寿命测定。（6）在材料研究中，测量材料的荧光寿命，
可以获得能级结构和激发态弛豫时间等信息。
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• 3荧光寿命的影响因素包括哪些
• 根据激发态寿命理论，物质的荧光寿命主要由自发辐射跃迁寿命和无辐射跃迁寿命来决定。自发辐射寿命与温度无关，但对环境的扰动敏感。在环境扰动下，例如，和体系的任何其它分子碰撞，体系可能通过非辐射过程失去其电子的激发能量。任何一种趋于和自发发射过程相竞争的过程都会降低激发态寿命。在实际体系中，物质的荧光寿命要比由积分吸收强度得到的自发辐射寿命下短。在有其它竞争消激发过程存在的情况下，实际荧光寿命为τN=I/(Kf+∑Kt)。这里k，是第t个竞争过程的速率常数。

时间相关单光子计数法测量荧光寿命-2011

时间相关单光子计数法测量荧光寿命（一）实验目的与要求目的：1、了解时间相关单光子计数法测量荧光寿命的原理和方法2、学习时间相关单光子计数荧光光度计的使用方法要求：1、掌握时间相关单光子计数法测量荧光寿命的原理；2、理解荧光寿命测量在物质定性及定量分析中的应用；3、了解时间分辨荧光光光度计的基本组成，各部件的作用；4、学习利用Origin软件处理实验数据。

（二）实验原理1 时间相关单光子计数器工作原理TCSPC（Time-Correlated Single Photon Counting）是目前主要应用的荧光寿命测定技术。

1975 年由PTI(Photon Technology International) 公司首先商品化，此外，Edinburgh Instruments、IBH、HORIBA 等公司也在生产基于TCSPC 的时间分辨荧光光谱仪。

TCSPC 的工作原理如图1 所示，光源发出的脉冲光引起起始光电倍增管产生电信号，该信号通过恒分信号甄别器1 启动时辐转换器工作，时幅转换器产生一个随时间线性增长的电压信号。

另外，光源发出的脉冲光通过激发单色器到达样品池，样品产生的荧光信号再经过发射单色器到达终止光电倍增管，由此产生的电信号经由恒分信号甄别器2 到达时幅转换器并使其停止工作。

这时时幅转换器根据累积电压输出一个数字信号并在多道分析仪(Multichannel Analyzer) 的相应时间通道计入一个信号，表明检测到寿命为该时间的一个光子。

几十万次重复以后，不同的时间通道累积下来的光子数目不同。

以光子数对时间作图可得到如图2 所示直方图,此图经过平滑处理得到荧光衰减曲线。

图1 TCSPC 的工作原理简图图2 时间相关单光子计数2 荧光寿命及其含义假定一个无限窄的脉冲光(δ函数) 激发n 0个荧光分子到其激发态，处于激发态的分子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。

假定两种衰减跃迁速率分别为Γ和k nr ，则激发态衰减速率可表示为)()()(t n k dtt dn nr +Γ-= 其中n (t ) 表示时间t 时激发态分子的数目，由此可得到激发态物种的单指数衰减方程。

荧光寿命测定方法

式中：tj＝to＋tj0 得到光检测方程
λ（t）＝ αI（t）式中：α 是比例系数。说明光电子发射概率密度与光场瞬时强度成正比。
三、时间相关的单光子计数方法TCSPC
降低激光功率，使每一个激光脉冲所含能量足够小，以至于每次激发样品时或者仅有１个荧光光子到达探测器的光阴极，或者没有。假如100个激光脉冲激发样品，所发出的荧光光子仅能使光阴极平均发射１个光电子。光子q重概率密度则变成单个光电子概率密度：
dn2(t)/dt=-(dn21/dt)sp=-A21n2(t) n2(t)= n2(0)e -A21n2(t)
定义粒子数密度由t=0时的n(0)衰减到它的1/e时所用的时间为E2能级的平均寿命τ。
τ=1/A21
一、荧光寿命的概念
假定一个无限窄的脉冲光(δ函数) 激发n0 个原子到其激发态,处于激发态的原子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。假定两种衰减跃迁速率分别为Γ 和knr ,则激发态衰减速率可表示为
荧光寿命测定方法
一、荧光寿命的概念二、测定荧光寿命的几种方法三、时间相关单光子计数方法TCSPC 四、TCSPC技术优缺点五、荧光寿命测定中可能存在的问题
自发跃迁几率：发光材料在单位时间内，从高能级上产生自发辐射的发光粒子数密度占高能级总粒子数密度的比值
一、荧光寿命的概念
一、荧光寿命的概念假如100个激光脉冲激发样品，所发出的荧光光子仅能使光阴极平均发射１个光电
• 实际测定中,必须调节样品的荧光强度,确保每次激发后最多只有一个荧光光子到达终止光电倍增管。否则会引起“堆积效应” (Pileup Effect)；
• 对于量子效率较高的样品，需要限制激发光强度，即减小多个光电子同时到达的概率；
• 这种方法所用仪器结构复杂、价格昂贵、而且测定速度慢,无法满足某些特殊体系荧光寿命测定的要求。

荧光寿命的认识

别.
例子（5）浓度增长，寿命减小
• 在 347 nm 激发、监测 575 nm 旳条件下，测量 Ba3La1-x( PO4)3:xDy3+系列样品旳旳衰减曲线，如图 5 所示。衰减曲线与单指数函数I =I0exp(-t /τ) 符合得很好，I0是t = 0 时旳荧光强度，τ是荧光寿命。x =0.04，0.08，0.10，0.15相应旳荧光寿命分别为 0.881，0.804，0.733，0.680 ms。伴随 Dy3 +掺杂浓度旳增长，荧光寿命逐渐减小。
• 式中τ为荧光寿命。荧光强度正比于衰减旳激发态分子数,所以可将上式改写为:
• I(t) = I0exp(- t/τ) (3)其中I0 是时间为零时旳荧光强度。 • 于是,荧光寿命定义为衰减总速率旳倒数:
• τ= (Γ+ knr)- 1(4) •也就是说荧光强度衰减到初始强度旳1/e时所需要旳时间就是该荧光物种在测定条件下旳荧光寿命。实际上用荧光强度旳对数对时间作图,直线斜率即为荧光寿命倒数旳负值。荧光寿命也能够了解为荧光物种在激发态旳统计平均停留时间。
假如激发态分子只以发射荧光旳方式丢失能量，则荧光寿命与荧光发射速率旳衰减常数成反比，荧光发射速率即为单位时间中发射旳光子数，所以有 F 1/KF。KF是发射速率衰减常数。
F表示荧光分子旳固有荧光寿命，kF表示荧光发射速率旳衰减常数。
处于激发态旳分子，除了经过发射荧光回到基态以外，还会经过某些其他过程(如淬灭和能量转移)回到基态，其成果是加紧了激发态分子回到基态旳过程(或称退激过程) ，成果是荧光寿命降低。
• 研究荧光寿命旳意义 • （3）除了直接应用之外,荧光寿命测定还是其他
时间辨别荧光技术旳基础。例如基于荧光寿命测定旳荧光猝灭技术能够研究猝灭剂与荧光标识物或探针相互接近旳难易,从而对所研究体系中探针或标识物所处微环境旳性质作出判断。

基于Origin7.5拟合发光二极管的阈值电压测普朗克常量数

2012年第06期吉林省教育学院学报No.06，2012第28卷JOURNAL OF EDUCATIONAL INSTITUTE OF JILIN PROVINCEVol .28（总282期）Total No .282收稿日期：2012—02—24作者简介：徐凯（1991—），男，浙江淳安人，浙江海洋学院，在读本科生。

研究方向：电气工程及其自动化。

毛洋斐（1991—），男，浙江江山人，浙江海洋学院，在读本科生。

研究方向：电气工程及其自动化。

张艳春（1956—），女，辽宁阜新人，浙江海洋学院，高级实验师。

研究方向：电子工程信息。

周桂云（1960—），女，吉林省吉林市人，浙江海洋学院，高级实验师。

研究方向：英语与计算机。

基于Origin7．5拟合发光二极管的阈值电压测普朗克常量数徐凯1，毛洋斐2，张艳春3，周桂云4（1、2、3、4.浙江海洋学院机电学院，浙江舟山316000）摘要：本文采用数字万用表测量LED 灯的伏安特性，利用Origin7．5软件快速准确处理实验数据，确定LED 灯的正向阈值电压，再确定与阈值电压对应的LED 灯光的波长，应用公式计算出普朗克常量。

关键词：LED 灯；普朗克常量；Origin7．5；非线性曲线拟合中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1671—1580（2012）06—0152—02引言：在大学物理实验中通常测定普朗克常量的实验都是以光电效应为原理的，实验时需要操作普朗克常量测定仪，这种仪器的光源采用的是高压汞灯，而高压汞灯具有价格较昂贵，使用寿命短等缺点。

故本实验介绍不同发光波长的LED 灯（发光二极管），对其进行伏安特性测量，并间接计算出普朗克常量数的方法。

1仪器用具：红、黄、绿LED 灯各1只（参数如表1）；数字万用表2只；直流稳压源1台；YL －1B 型实验板（1K Ω滑动变阻器1只，1K Ω电阻1只）；开关一个；导线若干。

表1常见发光二极管的相关参数发光二极管（LED 灯）（尺寸为引脚：＞20mm ，直径：3mm ，电流：I =20mA ）名称电压U （v ）波长λ（nm ）范围取波长λp （nm ）红光二极管2．0 2．8620 650635黄光二极管2．0 2．8590 595593绿光二极管2．0 2．8515 5355252原理与方法2．1实验原理：LED 灯（发光二极管）是一种能把电能直接转换成光能的特殊半导体器件，其核心是PN 结。

时间相关单光子计数荧光寿命测量中数据获取和处理

第18卷　第2期核电子学与探测技术Vo l.18N o.21998年3月N uclear Electr onics &D etectio n T echno lo gy M ar ch 1998时间相关单光子计数荧光寿命测量中数据获取和处理龚达涛　刘天宽　虞孝麒　沈广德　施朝淑　邓杰　杨炳忻(中国科学技术大学近代物理系,合肥,230027) 本文介绍了时间相关单光子计数荧光寿命测量中的数据获取系统和数据分析方法。

关键词:时间相关单光子计数　荧光寿命　最小二乘曲线拟合　多指数函数拟合1　引言时间相关单光子计数技术[1]是测量纳秒级荧光寿命的一种方法,具有时间分辨好,灵敏度高等优点,在物理学、化学、生物医学等领域有广泛的应用。

下面介绍我校物理系和近代物理系合作建立的一套时间相关单光子计数荧光寿命测量系统中的数据获取系统和数据处理方法。

图1　脉冲放电光源作为激发源的荧光谱仪的系统组成框图2　数据获取系统使样品产生荧光的激发源可以是激光、脉冲放电光、同步辐射光、放射源等。

图1是脉冲放电光源作为激发源的荧光谱仪的系统组成框图。

激发光单色仪和荧光单色仪分别选取合适波长的激发光和出射荧光。

调节光通量使进入光电倍增管的荧光为单光子。

样品发射荧光经光电倍增管、快放大器、恒比定时甄别器作为时幅变换器(TAC )的启动信号(START ),脉冲光源的光经光电倍增管、快放大器、恒比定时甄别器、延时器作为TAC 的停止信号(ST OP)。

用荧光作T AC的启动信号可避免有激发光无荧光时T AC 超时引起的死时间。

模数变换器(ADC )、微机输入接口卡和微计算机组成了计算机化的多道分析器,用以测量样品的荧光衰变时间谱。

微机输入接口卡还通过对两个恒比定时甄别器的输出信号计数来测量激发光和荧光的计数率,以监测样品的荧光激发效率。

其中微机输入接口卡是我们自行研制的。

荧光谱仪的时间分辨主要由光电倍增管、快脉冲放大器、恒比定时甄别器、TAC 、ADC 等部件的时间晃动决定。

Origin基础知识

第一章Origin基础知识Origin是美国Microcal公司出的数据分析和绘图软件,现在的最高版本为7.0 /特点：使用简单，采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作，全面支持鼠标右键、支持拖方式绘图等。

两大类功能：数据分析和绘图。

数据分析包括数据的排序、调整、计算、统计、频谱变换、曲线拟合等各种完善的数学分析功能。

准备好数据后，进行数据分析时,只需选择所要分析的数据,然后再选择响应的菜单命令就可.Origin的绘图是基于膜板的,Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板.绘图时,只要选择所需要的膜版就行。

用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接；可以用C等高级语言编写数据分析程序，还可以用内置的Lab Talk语言编程等。

一、工作环境1.1工作环境综述类似Office的多文档界面，主要包括以下几个部分：1、菜单栏顶部一般可以实现大部分功能2、工具栏菜单栏下面一般最常用的功能都可以通过此实现3、绘图区中部所有工作表、绘图子窗口等都在此4、项目管理器下部类似资源管理器，可以方便切换各个窗口等5、状态栏底部标出当前的工作内容以及鼠标指到某些菜单按钮时的说明工作表矩阵绘图1.2 菜单栏菜单栏的结构取决于当前的活动窗口工作表菜单绘图菜单矩阵窗口菜单简要说明：File文件功能操作打开文件、输入输出数据图形等Edit编辑功能操作包括数据和图像的编辑等，比如复制粘贴清除等，特别注意undo功能View视图功能操作控制屏幕显示,Plot绘图功能操作主要提供5类功能:1、几种样式的二维绘图功能，包括直线、描点、直线加符号、特殊线／符号、条形图、柱形图、特殊条形图／柱形图和饼图2、三维绘图3、气泡／彩色映射图、统计图和图形版面布局4、特种绘图，包括面积图、极坐标图和向量5、膜板：把选中的工作表数据到如绘图模板Column列功能操作比如设置列的属性，增加删除列等Graph图形功能操作主要功能包括增加误差栏、函数图、缩放坐标轴、交换X、Y轴等Data数据功能操作Analysis分析功能操作对工作表窗口：提取工作表数据；行列统计；排序；数字信号处理（快速傅里叶变换FFT、相关Corelate、卷积Convolute、解卷Deconvolute）；统计功能（T －检验）、方差分析（ANOA V）、多元回归（Multiple Regression）；非线性曲线拟合等对绘图窗口：数学运算；平滑滤波；图形变换；FFT；线性多项式、非线性曲线等各种拟合方法Plot3D 三维绘图功能操作根据矩阵绘制各种三维条状图、表面图、等高线等Matrix矩阵功能操作对矩阵的操作，包括矩阵属性、维数和数值设置，矩阵转置和取反，矩阵扩展和收缩，矩阵平滑和积分等Tools工具功能操作对工作表窗口：选项控制；工作表脚本；线性、多项式和S曲线拟合对绘图窗口：选项控制；层控制；提取峰值；基线和平滑；线性、多项式和S曲线拟合Format格式功能操作对工作表窗口：菜单格式控制、工作表显示控制，栅格捕捉、调色板等对绘图窗口：菜单格式控制；图形页面、图层和线条样式控制，栅格捕捉，坐标轴样式控制和调色板等Window窗口功能操作控制窗口显示Help帮助二、基本操作作图的一般需要一个项目Project来完成，File→New保存项目的缺省后缀为：OPJ自动备份功能：Tools→Option→Open／Close选项卡→“Backup Project Before Saving”添加项目：File→Append刷新子窗口：如果修改了工作表或者绘图子窗口的内容，一般会自动刷新，如果没有请Window→Refresh第二章简单二维图2-1输入数据一般来说数据按照X Y坐标存为两列，假设文件为sindata.dat,如下格式：X sin(x)0.0 0.0000.1 0.1000.2 0.1990.3 0.296…………输入数据请对准data1表格点右键调出如下窗口，然后选择Inport ASCII找到sindata.dat文件打开就行2-2、绘制简单二维图按住鼠标左键拖动选定这两列数据,用下图最下面一排按钮就可以绘制简单的图形，按从左到右三个按钮做出的效果分别如下:2-3设置列属性双击A列或者点右键选则Properties,这里可以设置一些列的属性。