荧光光谱仪可以检测什么

荧光光谱仪主要来测试物质的激发光谱、发射光谱、量子产率、荧光寿命、三维荧光等方面的信息，其它的像磷光、上转换发光、变温光谱、荧光偏振以及激光诱导荧光等性能，也可通过配置适宜的附件进行检测分析。

荧光，是一种物质光致发光的冷发光现象。图1为荧光样品在uv365灯下的照片：

不同样品紫外灯下发光的照片

要了解荧光光谱先要知道荧光，荧光是物质吸收电磁辐射后受到激发，受激发原子或分子在去激发过程中再发射波长与激发辐射波长相同或不同的辐射。当激发光源停止辐照试样以后，再发射过程立刻停止，这种再发射的光称为荧光。

满足上述条件即为荧光。因此荧光范围比较宽，从X射线到红外光谱区仍然是荧光。

其他的能量如（化学反应，加热，生物代谢等）也会有荧光，生活中很多现象都与荧光相关。如：钞票防伪，日光灯管，萤火虫发光。

光子的吸收使分子激发到第一激发态S1的若干振动能级之一，电子自旋守恒，S0和 S1始终属于单重态。在激发态S1上的电子，通过振动弛豫(vr)先降低到激发态的Zui低振动能级，再通过发射光子返回基态S0，就会发生荧光。因为两种状态具有相同的自旋单重态，所以S1态衰减到S0是一种在量子力学理论范畴中被允许的跃迁，会导致在皮秒到纳秒时间尺度内发生的瞬间光致发光，即荧光[3]。一旦激发源被移除，荧光就会迅速衰减。

荧光和磷光发生过程的电子能级转换示意图

荧光光谱有瞬态荧光光谱和稳态荧光光谱两类，通常荧光光谱指的是稳态荧光光谱。荧光光谱包括激发谱和发射谱两种。激发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况，也就是不同波长的激发光的相对效率；发射谱则是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波长处的分布情况，也就是荧光中不同波长的光成分的相强度。

荧光光谱仪

常规的荧光光谱仪主要来测试物质的激发光谱、发射光谱、量子产率、荧光寿命、三维荧光等方面的信息，其它的像磷光、上转换发光、变温光谱、荧光偏振以及激光诱导荧光等性能，也可通过配置适宜的附件进行检测分析。

激发光谱(Photoluminescence Excitation Spectra, PLE)：固定发射光波长，探测(扫描)不同激发光波长条件下的发光强度，得到材料（此固定发射波长的）发射强度随激发波长变化的谱图。

发射光谱(Photoluminescence spectra, PL)：固定激发光波长，探测(扫描)不同发射波长处的发射强度，得到材料发射强度随发射波长变化的谱图。

量子产率(Quantum Yield, QY)：表示物质发生荧光的能力，数值在0~1之间，反映荧光辐射与其他辐射和非辐射跃迁竞争的结果，具体可分为内量子产率和外量子产率。

荧光寿命(Fluorescence Lifetime)：当激发停止后，分子的荧光强度降到激发时Zui大强度的1/e所需的时间，它表示粒子在激发态存在的平均时间，通常称为激发态的荧光寿命。

上转换发光(Upconversion Fluorescence)：又称反-斯托克斯发光，斯托克斯定律认为材料只能受到高能量短波长的光激发，发出低能量长波长的光，而上转换发光的材料在长波长激发下，可持续发射波长比激发波长短的光。

温度猝灭(Temperature Quenching)：发光材料由于不同特性和热稳定性的影响，随着温度的上升，其发光强度下降，发射光谱红移。

荧光光谱仪上使用的光源可归类为稳态光源和瞬态光源。稳态光源一般是光谱及能量连续输出的氙灯，主要用于稳态谱、量子产率的测试。瞬态光源为频率可调、具有特定脉宽的脉冲输出光源，主要有微秒灯、纳秒灯和皮秒脉冲激光器等，主要用于荧光寿命的测试。