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真空紫外辐照对Lumogen薄膜损伤及光学性能的影响

2021-03-29顾页妮钱晓晨吕燕磊陶春先

光学仪器 2021年1期

顾页妮,钱晓晨,吕燕磊,陶春先

(1.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093;2.上海理工大学 光学仪器与系统教育部工程研究中心,上海 200093)

引 言

紫外探测器上的荧光薄膜是一种优秀的下转换材料,它可将对探测器响应较弱的紫外光转化为可见光。与无机材料相比,有机材料具有更高的发光效率和更宽的发光颜色选择范围,并且具有容易大面积成膜、种类繁多、使用条件相对简单、色彩丰富等特点[1]。在多种有机材料中,Lumogen(C22H16N2O6)具有强吸收、高效率、宽光谱等良好的光学特性[2]。自从美国国家宇航局(NASA)把Lumogen材料应用在哈勃太空望远镜和卡西尼-惠更斯号航天器等高端天文系统上后,国内外学者们对其性质与应用展开了广泛的研究[3-7]。研究发现,Lumogen薄膜在紫外光照射时,能够发射出很强的黄绿色荧光,并且不影响可见光在薄膜中透过[8]。Lumogen薄膜的发射光谱与探测器响应光谱基本匹配,因此可用于增强成像器件的紫外响应[9]。

本文采用物理气象沉积(PVD)法在氟化镁基底上制备Lumogen薄膜[10]。针对真空度为10-5Pa的真空环境下受紫外光辐照的光学性能变化,分别采用真空紫外荧光光谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、分光光度计,对Lumogen功能薄膜的表面形貌和光学性能进行了表征。测试120~400 nm紫外波段的激发和发射光谱,研究其在真空紫外波段的辐照损伤和光致发光特性。

1 实验部分

1.1 样品的制备

Lumogen® Yellow S0790是一种偶氮甲碱染料,其分子结构如图1所示。根据Kasha规则,一切重要的光化学和光物理过程都是由最低激发单重态(S1)或最低激发三重态(T1)开始的[11]。……

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