一、量子产率的本质

量子产率（Φ），依据国际理论（化学）与应用化学联合会（IUPAC）的定义，指的是系统吸收的每个光子发生某一事件的次数。在实际运用中，它常常用于描述一个系统的光发射（光致发光）状况，涵盖荧光、发光和光致发光量子产率等方面。量子产率的数值处于0到1之间，通常以小数或者百分比来表示。例如，要是一个系统吸收了100个光子并且发射出30个，那么其量子产率就是0.3或者30%。

系统（像荧光分子）的量子产率由其内部辐射和非辐射跃迁速率之间的竞争平衡所决定。辐射跃迁速率常数（Kr）代表着荧光和磷光等辐射（发光）过程，而非辐射速率常数（Knr）则包含了内转换、系间窜跃和能量转移等过程。所以，量子产率实际上是处于激发态的发光系统通过辐射过程失活到基态的概率。

 

 二、量子产率的行业应用

量子产率作为表征发光分子和材料的关键光物理参数之一，在诸多领域都有着重要的应用。在显示器领域，高量子产率能够提升显示效果，让画面变得更加清晰、明亮；在激光领域，它有助于提高激光的输出功率和效率；在生物成像中，能够实现更灵敏、准确的生物分子检测和成像；在太阳能电池领域，高量子产率则可以提高太阳能的转换效率，降低能源损耗。

 三、量子产率的测量方法

量子产率的测量方法主要分为非光学和光学两类。

（一）非光学方法

非光学方法包括间接测量激发能转化为热及其在溶剂中的耗散，以及量热方法，例如光声光谱（PAS）和热透镜等。这些方法需要专门的仪器设备，主要用于测定重要标准的量子产率。

（二）光学方法

光学测试量子产率的方法又可分为相对法和绝对法。

1. 相对法量子产率

在相对量子产率方法中，通过比较样品的光致发光发射与已知量子产率的参考标准的量子产率来计算样品的量子产率。在传统的荧光光谱仪中，只有部分发射光被收集和检测。相对法的测试受到多种因素的影响，比如发射光子的角分布、溶剂的折射率、波长、样品的散射特性和样品的几何形状等。这些因素使得相对法难以精确量化量子产率。为了克服这一问题，相对方法使用已知量子产率且与样品具有相似光学性质的参考标准。在相同的激发条件下测量样品和标准品的发射光谱，然后利用积分发射的比值计算样品的量子产率。相对方法的优点是可以使用配备简单比色皿支架的紫外吸收光谱仪和荧光光谱仪进行测量。然而，其缺点是必须选择与样品发射在相似波长区域的参考标准，且样品类型一般限于透明液体。

2. 绝对法量子产率

在绝对量子产率测试法中，使用积分球来获取样品发出的所有光，量子产率通过比较发射光子的数量和吸收光子的数量来确定。绝对方法的优点是不需要参考标准标样，从而可以更快地测量量子产率，并且不再受限于参考标准是否存在。此外，绝对法还可应用于更广泛的样品类型，对于固体粉末、薄膜等样品是唯一可靠的方法。测试时需要将积分球作为测试附件耦合至荧光光谱仪。

四、景颐光电的量子产率测量技术

景颐光电一直致力于量子产率测量技术的研发与创新，其自主研发的荧光量子产率测试系统在行业内具有显著优势。该系统主要用于材料（溶液、粉末、薄膜）荧光量子产率的测量，经过可溯源的光源进行定标，能够准确测量绝对量子产率、色度，同时还可实现光致发光谱的测量和记录。除更换光源、取放样品等操作外，其他测量所需操作均可在软件界面上完成，实现了自动化测量，大大提高了测量效率和准确性。

 与传统荧光光谱仪相比，荧光量子产率测试系统具有测量稳定、快速、可靠的特点，且整个系统体积小、使用方便。它提供了一种低成本的荧光探测和量子产率测量解决方案，非常适合相关高校和科研单位选购。

量子产率作为一个重要的物理参数，在众多领域都有着广泛的应用。随着技术的不断发展，量子产率的测量方法也在不断完善和创新。景颐光电的荧光量子产率测试系统以其先进的技术和优异的性能，为量子产率的测量提供了可靠的保障，将为相关领域的研究和发展做出重要贡献。

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