專利名稱：顯著增強光探測器的紫外響應(yīng)的方法和紫外響應(yīng)顯著增強的探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使普通光探測器實現(xiàn)對原來無法探測到的紫外波段的成功精確 探測的方法，和和紫外響應(yīng)顯著增強的探測器。
背景技術(shù)：
目前使用的小型光譜儀器等光探測器，大量采用普通線陣探測器件，由于探測器 檢測波長范圍的限制，無法實現(xiàn)其對紫外波段的檢測，使得這些小型光譜儀使用范圍受到 很大限制。而高端能夠檢測紫外線的探測器往往價格昂貴，使得光譜儀整機成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種顯著增強探測器紫外響應(yīng)的方法，利用該方法可以使原有的普 通線陣探測器件探測器實現(xiàn)探測紫外線的功能，使得原來無法檢測的紫外波段光線能夠被 檢測到，大大提高相對廉價的光譜儀器的性能。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種顯著增強光探測器的紫外響應(yīng)的方法，所述 光探測器包括光敏感元件和覆蓋所述光敏感元件的保護玻璃，其特征在于該方法包括將熒光物質(zhì)覆在所述光敏感元件的表面，形成熒光薄膜。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述方法進一步包括在所述將熒光物質(zhì)覆在所述光敏感元件的表面的步驟之前，去除所述保護玻璃。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述方法進一步包括在所述將熒光物質(zhì)覆在所述光敏感元件的表面的步驟之后，把熒光石英片安裝在 所述述光敏感元件的上方。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述熒光物質(zhì)是從以下物質(zhì)中選出的至少一 種暈苯(Coronene)，以及路馬近(Iumogen)。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述所述熒光物質(zhì)是通過從以下手段中選出的 至少一種手段覆在所述光敏感元件的表面上的勻膠，以及真空鍍膜。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種具有顯著增強的紫外響應(yīng)的光探測器，所 述光探測器包括光敏感元件，其特征在于所述光探測器進一步包括覆在所述光敏感元件的表面上的熒光物質(zhì)薄膜。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述光探測器進一步包括安裝在所述述光敏感元件的上方的熒光石英片。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述熒光物質(zhì)是從以下物質(zhì)中選出的至少一種暈苯(Coronene)，以及路馬近(Iumogen)。根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，上述熒光物質(zhì)是通過從以下手段中選出的至少 一種手段覆在所述光敏感元件的表面上的勻膠，以及真空鍍膜。本發(fā)明的優(yōu)點及效果對原本幾乎完全探測不到的紫外線，通過本發(fā)明的方法，可 以使得探測到的紫外信號增強為原來的10倍左右，實現(xiàn)了探測紫外線的目的。并且該方法 操作并不復雜、加工探測器成本低廉，適合大批量規(guī)模生產(chǎn)。


圖1示意顯示了原來待加鍍熒光物質(zhì)的探測器；圖2示意顯示了加鍍熒光物質(zhì)的過程；圖3示意顯示了加鍍熒光物質(zhì)后的紫外探測器；圖4為加鍍熒光物質(zhì)前汞燈照射下的探測光譜曲線(已由光譜儀分光)；圖5為加鍍熒光物質(zhì)后汞燈照射下的探測光譜曲線(已由光譜儀分光)。
具體實施例方式如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，首先從待加工的探測器的表面上取 下玻璃罩1，，取下玻璃罩1的過程中需要注意保護探測器表面敏感元件表面2，然后將有 機熒光粉(如暈苯Coronene或路馬近lumogen)等通過勻膠或真空鍍膜的方法，直接沉積 至敏感元件表面2，形成熒光薄膜，再安裝石英片3至探測器表面，如圖3所示，制成完整的 紫外探測器。當紫外線照射至熒光薄膜表面時，熒光物質(zhì)會受激躍遷并在極短時間內(nèi)發(fā)出 可見波長的光波，并直接被敏感元件表面2接收，避免了傳統(tǒng)方法中由于熒光薄膜距離敏 感元件表面2較遠，隨著距離輻射明顯衰減的缺點，使得探測器能夠有效地檢測到光信號。 這樣，普通廉價的探測器就能夠較低成本實現(xiàn)某些高端探測器才擁有的對紫外線的探測功 能。實施例根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，熒光鍍膜是真空鍍膜，使用北京北儀創(chuàng)新儀器 廠生產(chǎn)的型號為DM450C鍍膜機來進行；所使用的(XD(電荷耦合元件，Charge-coupled Device)；是 SONY 公司生產(chǎn)的 ILX554B CCD。熒光鍍膜實驗步驟如下第一步，清洗鍍膜機之后，將鍍膜機鐘罩升起，將暈苯(Coronene CAS :191-07-1 ； 純度>95.0% (GC)；包裝IG ；品牌日本TCI)SOmg放在加熱鎢舟之中，注意放置均勻，避 免受熱不均導致粉末噴濺。將待鍍膜CCD及載玻片放入鐘罩內(nèi)鍍膜架上，并用透明膠帶將 其固定；第二步，放下鐘罩之后，打開機械泵，開始抽真空，之后打開擴散泵，開始抽高真 空。當真空鍍達到1.6X10’a時，可以開始鍍膜；
第三步，緩緩轉(zhuǎn)動加熱電流控制閥，慢慢加熱鎢舟，加熱電流控制在98-100A，加熱 過程持續(xù)10分鐘，從鐘罩旁觀察窗觀察鎢舟中的樣品基本升華完畢，加熱過程即可結(jié)束。 最后，給鐘罩內(nèi)充氣，待冷卻后取下CCD和載玻片?？梢悦黠@看到C⑶表面和載玻片上有淺黃色薄膜。再安裝石英片3至探測器表面， 如圖3所示，制成完整的紫外探測器。當紫外線照射至熒光薄膜表面時，熒光物質(zhì)會受激躍 遷并在極短時間內(nèi)發(fā)出可見波長的光波，并直接被感光元2接收，避免了傳統(tǒng)方法中由于 熒光薄膜距離感光元2較遠，隨著距離輻射明顯衰減的缺點，使得探測器能夠有效地檢測 到光信號。這樣，普通廉價的探測器就能夠較低成本實現(xiàn)某些高端探測器才擁有的對紫外 線的探測功能。熒光效率測試(桉相對強度計算)對上述紫外探測器，使用普析通用公司的P0RS-15分光光度計進行光譜測量253nm波長與365nm，577nm波長的峰值相對強度之比未加鍍熒光物質(zhì)，相應(yīng)峰值如圖4所示365nm (11. 39-3. 58)/(48. 98-3. 58) = 7. 81/46. 4 = 16. 83%577nm (11. 39-3. 58)/(24. 20-3. 58) = 7. 81/20. 62 = 37. 87%加鍍熒光物質(zhì)之后，相應(yīng)峰值如圖5所示253nm波長與365nm，577nm波長的峰值相對強度之比365nm (26. 04-3. 4) / (10. 06-3. 4) = 22. 64/6. 66 = 339. 94%577nm (26. 04-3. 4) / (9. 23-3. 4) = 22. 64/5. 83 = 388. 83 %可見，鍍熒光物質(zhì)之后的CCD，對紫外區(qū)的響應(yīng)有了相對提高，與365nm處的峰 值相比峰值對比由16. 83 %，提高至339. 94 %，與577匪處峰值相比由37. 87 %提高至 388.83%。即使得紫外信號增強至原來10倍以上。應(yīng)當理解的是，在以上敘述和說明中對本發(fā)明所進行的描述只是說明而非限定性 的，且在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的前提下，可以對上述實施例進行各種 改變、變形、和/或修正。
權(quán)利要求
1.一種顯著增強光探測器的紫外響應(yīng)的方法，所述光探測器包括光敏感元件( 和覆 蓋所述光敏感元件O)的保護玻璃(1)，其特征在于該方法包括將熒光物質(zhì)覆在所述光敏感元件的表面，形成熒光薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括在所述將熒光物質(zhì)覆在所述光敏感元件的表面的步驟之前，去除所述保護玻璃(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于進一步包括在所述將熒光物質(zhì)覆在所述光敏感元件的表面的步驟之后，把熒光石英片( 安裝在 所述述光敏感元件的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項所述的方法，其特征在于 所述熒光物質(zhì)是從以下物質(zhì)中選出的至少一種暈苯(Coronene),以及 路馬近(Iumogen)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項所述的方法，其特征在于所述熒光物質(zhì)是通過從以下手段中選出的至少一種手段覆在所述光敏感元件的表面 上的勻膠，以及真空鍍膜。
6.一種具有顯著增強的紫外響應(yīng)的光探測器，所述光探測器包括光敏感元件，其 特征在于所述光探測器進一步包括覆在所述光敏感元件的表面上的熒光物質(zhì)薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光探測器，其特征在于進一步包括 安裝在所述述光敏感元件的上方的熒光石英片(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7中任何一項所述的光探測器，其特征在于 所述熒光物質(zhì)是從以下物質(zhì)中選出的至少一種暈苯(Coronene),以及 路馬近(Iumogen)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-7中任何一項所述的光探測器，其特征在于所述熒光物質(zhì)是通過從以下手段中選出的至少一種手段覆在所述光敏感元件的表面 上的勻膠，以及真空鍍膜。
全文摘要
拆除對紫外幾乎無響應(yīng)探測器表面的保護玻璃，將熒光粉，如暈苯(Coronene)，路馬近(lumogen)等通過一定手段直接沉積至敏感元件表面，形成熒光薄膜，再安裝石英片至探測器表面。當紫外線照射至熒光薄膜表面時，熒光物質(zhì)會受激躍遷并在極短時間內(nèi)發(fā)出可見波長的光波，并直接被敏感元件接收，使得探測器能夠間接檢測到紫外線，安裝在光譜儀中，再經(jīng)過波長標定和響應(yīng)度標定，便可得到精確光譜譜線。這樣，普通廉價的探測器就能夠?qū)崿F(xiàn)某些高端探測器才擁有的對紫外線的精確探測功能，效果好、成本低。
文檔編號G01J3/02GK102141437SQ20101010498
公開日2011年8月3日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者丁志田, 孫利群, 杜晨光, 田禾, 章恩耀 申請人:北京普析通用儀器有限責任公司, 清華大學