研究材料的原子或分子結構與其宏觀性質之間的關系是材料科學跨學科領域的核心工作,這有助于研究或改善材料特性以提高性能。

熒光壽命(或者廣泛意義上的光致發(fā)光壽命)是發(fā)光物質的固有特性，可以洞察物質激發(fā)態(tài)動力學。時間分辨光致發(fā)光(TRPL)是研究導致光子發(fā)射的快速電子失活過程的工具，這種過程稱為熒光。處于低發(fā)激發(fā)單線態(tài)分子的壽命通常從幾皮秒到納秒不等。這種熒光壽命可能受到分子環(huán)境(例如溶劑、猝滅劑(O2)的存在或溫度)以及與其他分子相互作用的影響。像熒光共振能量轉移、淬滅、溶劑化動力學或分子旋轉等過程也對衰減動力學有影響。因此，壽命的變化可以提供關于局部化學環(huán)境的信息或者對反應機理的洞察。

有些物質如金屬-有機配合物、無機晶體結構、半導體和新型雜化材料的發(fā)射壽命從納秒到微秒甚至幾毫秒不等。在這種情況下，這些發(fā)光物質從低下激發(fā)的三重態(tài)弛豫下來發(fā)出一個光子，這個過程被稱為磷光。

時間相關單光子計數(shù)(TCSPC)是一種常用的 TRPL 測量方法。TCSPC 的工作原理是測量樣品被激光脈沖激發(fā)，到探測器上檢測到樣品發(fā)出熒光光子信號之間的時間差。那么TCSPC工作就需要定義一個“開始"信號和一個“停止"信號，“開始"信號由脈沖激光的同步觸發(fā)輸出或者快速光電二極管脈沖輸出信號提供， “停止"信號是通過單光子探測器檢測到光子信號來實現(xiàn)。因為熒光發(fā)射的統(tǒng)計學性質，對這一時間差進行重復多次測量，然后根據(jù)到達時間將檢測到的事件時間排序成一個直方圖，這樣就可以重建光致發(fā)光衰減曲線。

為此，PicoQuant提供了強大的工具：

①如穩(wěn)態(tài)和時間分辨光譜儀FluoTime250和FluoTime300，其中FluoTime300的新型FluoMic附加組件提供了一種對遠程樣品進行熒光光譜快速、簡便檢測的方法。

②或聯(lián)用時間分辨熒光共聚焦顯微鏡MicroTime100(TRPL Mapping)，用于研究材料的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)動力學過程，以及空間特性。

材料學：

• TRPL，時間分辨的光致發(fā)光光譜

• TRPL Imaging, 時間分辨的光致發(fā)光光譜及成像

• 熒光上轉換研究

• 薄膜太陽能電池的載流子擴散長度

生物學，生物物理，生物化學領域：

• FLIM，熒光壽命成像共聚焦顯微

• FRET，福斯特共振能量轉移

• FCS，熒光相關光譜

• STED，超分辨顯微成像

FluoMic是德國PicoQuant公司專為其全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300提升微區(qū)測量功能而推出的升級組件，該FluoMic微區(qū)測量升級套件能將全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300和熒光顯微鏡結合起來，在實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀測量的情況下，擴展微區(qū)測量的功能。

FluoMic微區(qū)測量升級套件的預對準光纖將全自動熒光壽命光譜儀FluoTime 300的皮秒脈沖光源或穩(wěn)態(tài)光源引入顯微鏡，并照射于待測樣品上，樣品（空間分辨率低于2μm）發(fā)射光信號通過光纖收集并傳導到全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300的檢測端。從而實現(xiàn)樣品位于光譜儀之外的熒光壽命和光譜的顯微微區(qū)測量。

通過FluoMic微區(qū)測量升級套件，一方面能夠突破原有樣品倉的局限，可將全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300的功能引入遠程樣品中；另一方面，因為與顯微鏡結合，可以定位收集很小區(qū)域（低至2μm）的信號光，進行微區(qū)的穩(wěn)態(tài)、時間分辨熒光光譜檢測，突破原本全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300的空間分辨局限。

我們的解決方案，可以將穩(wěn)態(tài)和時間分辨光譜儀與顯微鏡的掃描功能結合起來。這種解決方案為很多研究提供了可能性，例如對多種材料發(fā)光過程空間依賴性的研究等。