紫外成像相机在材料和自然科学中的应用 （下）

产品推介：紫外成像相机在材料和自然科学中的应用 （下）

在上一期中，我们详述了紫外成像相机的原理，以及 pco.edge 4.2 bi UV 和 pco.panda 4.2 bi UV 的特征。并且阐述它们成功应用于监测火山二氧化硫排放、探测局部放电位置和表征键合铜的方案。

以下为紫外成像sCMOS相机在日盲UVB磷光发射材料领域中的应用方案。

标题：用于光学标记应用的 (Y,Gd)₃Ga₅O₁₂:Bi³⁺ 磷光体的窄带紫外-B持续发光

作者：Jingwei Liu, Yanjie Liang, Shao Yan, Dongxun Chen, Shihai Miao and Weili Wang

文章信息：Dalton Trans., 2021,50, 15413-15421

在窄带紫外-B（NB-UVB；310-313 nm）光谱区域发射的发光材料由于其独特的光谱特性而备受关注，这使其在光化学和光医学领域具有巨大的应用潜力。然而，NB-UVB持久发光材料相对缺乏，尤其是能被自然阳光激发的材料。在这个方案中，研究者利用从 Bi³⁺ 到 Gd³⁺ 的持续能量转移报告了 (Y,Gd)₃Ga₅O₁₂:Bi³⁺ 石榴石中 Gd³⁺ 的 NB-UVB 持续发光。确定了能量转移效率的Bi³⁺ 和 Gd³⁺ 浓度，并在 (Y,Gd)₃Ga₅O₁₂:Bi³⁺ 中成功实现了峰值波长为 313 nm 且余辉时间超过 24 小时的持久 NB-UVB。更重要的是，合成后的 NB-UVB 持久性磷光体也可被大范围使用自然阳光激发，并表现出NB-UVB 持久性发光性能。得益于日盲发射特性、不受室内环境光干扰的能力和自持光学特性，这里开发的日光可激发 NB-UVB 持久性磷光体不仅在隐蔽光学标记应用中具有很大的应用前景，而且还开辟了在明亮的室内环境中存储光学数据的新前景。本方案中，使用pco.edge 4.2 bi 对持久性紫外磷光发射进行拍摄和监测。

标题：可用于隐蔽光学标记的 Bi³⁺ 掺杂石榴石日光激发磷光体在紫外-B 光谱区域内长持续发光

作者：Jingwei Liu, Yanjie Liang, Shao Yan,  Dongxun Chen, Shihai Miao, Weili Wang and Jianqiang Bi

文章信息：J. Mater. Chem. C, 2021,9, 9692-9701

紫外线 (UV) 发光材料在环境、生物和医学领域等领域的应用中具有广阔的应用前景。然而，尽管一些新的重要应用非常需要这种磷光体，这种能够在停止激发后持续发射紫外光几分钟或几小时的发光材料依然相对缺乏。在这个方案中，使用pco.edge 4.2 bi 对紫外发射进行拍摄和监测，研究了一系列 Bi³⁺ 掺杂的石榴石持久性磷光体，它们表现出强紫外-B (UVB) 持久性发光，峰值在~313 nm处，并且持续时间超过 60 小时。值得注意的是，这些持久性磷光体可以在任何天气条件下、白天日出和日落之间的任何时刻以及在各种水介质中通过自然阳光反复充能。数分钟的自然阳光照射可导致数小时（>12 小时）的持续 UVB 光发射。得益于自持 UVB 发光性能、可见光谱之外的光信号以及避免环境光干扰的特性，这些材料在隐蔽光学标记应用中显示出很高的前景。

标题：在 Pr³⁺ 掺杂石榴石中开发 UV-B 长寿命持久磷光体

作者：Shao Yan, Yanjie Liang, Jingwei Liu, Dongxun Chen, Shihai Miao, Jianqiang Bi and  Kangning Sun

文章信息：J. Mater. Chem. C, 2021,9,14730-14739

近年来，由于在光化学和光医学中的应用需求不断增长，在紫外-B（UVB）区域（280-320 nm）发射的无机发光材料引起了相当大的关注。然而，大多数可用的 UVB 发光材料需要连续的外部激发。这种常见但非常不方便的发光形式阻碍了UVB发光技术的进一步发展。研究者通过结合导带工程、真空参考结合能 (VRBE) 图和持久能量转移控制的方法，报告了一系列 Pr³⁺ 掺杂石榴石基 UVB 持久磷光体的设计和开发。开发的 UVB 持久性磷光体不仅可以使用标准的 254 nm 紫外线灯充能，还可以使用自然阳光进行充能，从而产生超过 60 小时的强烈持久的 UVB 余辉。此外，使用持续发光激发光谱和热致发光实验研究了持续发光特性以及陷阱充电和去捕获过程，以揭示这些材料中可能的发光机制。更重要的是，由于室内环境光的零背景噪声，这些石榴石磷光体独特的 UVB 持久光发射可以在明亮的室内照明环境中使用 UVB 相机（pco.edge 4.2 bi UV）进行清晰的成像和记录，表明这些 UVB 持久性磷光体具有重要的、在明亮环境中进行光学标记和光学数据存储的应用潜力。

pco.edge 4.2 bi UV 的主要特点

• 190 nm - 1100 nm光谱范围

• 16 bit背照式sCMOS成像芯片技术

• 方便灵活的制冷系统可低至-25 °C

• 分辨率2048 x 2048像素

• 像素尺寸6.5 x 6.5微米

• 量子效率可达95 %

• 40 fps @ 4.2百万像素全分辨率

• 26 667 : 1动态范围

• 暗电流可低至0.2 e^-/pixel/s

• 滚动快门

• 曝光时间范围: 10 μs到20 s

• USB 3.1 Gen1接口

pco.panda 4.2 bi UV 的主要特点

• 190 nm - 1100 nm光谱范围

• 16 bit背照式sCMOS成像芯片技术

• 超紧凑的外形设计: 65 x 65 x 65毫米

• 分辨率2048 x 2048像素

• 像素尺寸6.5 x 6.5微米

• 量子效率可达95 %

• 40 fps @ 4.2百万像素全分辨率

• 滚动快门

• USB 3.1 Gen1接口

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