استقطاب دائري المجهري مضان الطيفي

في مجال علم المواد ، الكيمياء ، الطب الحيوي ، والأجهزة البصرية الالكترونية ، مراوان الانارة عينات ( على سبيل المثال ، مراوان الكالسيوم تيتانيت nanocrystalline صفائف ، خلية واحدة استهدفت CPL تحقيقات ، micromolecule العضوية microaggregates و cp-oled وحدات الانارة ) عرض واضح التباين المكاني ودينامية التجميع . استقطاب دائري مضان ديتشرويسم دائرية التقليدية أو تقنيات يمكن فقط الحصول على المعلومات من macroscopical أو أحادية البعد . ( المرجع : يوم et al . , المواد المتقدمة , 2020 , 32 ( 1 ) : e1903878 ) .

الشكل 1 - تشكيل وتوصيف مراوان جسيمات متناهية الصغر .

أي تقنية توصيف مراوان تفتقر إلى القرار المكانية لديها الحد من فقدان المعلومات في المنطقة الصغيرة ، والتي يمكن أن تعكس فقط متوسط خصائص العينة ، لا يمكن التقاط مفتاح مايكرو نانو النطاق مراوان الخصائص . على سبيل المثال ، في حين أن مجموع كثافة مضيئة في المنطقة الصغيرة يمكن قياسها من قبل المشترك مضان الطيفي ، الفرق بين اليسار واليمين استقطاب دائري لا يمكن تمييزها . على الرغم من أن macroscopical استقطاب دائري أطياف الفلورية يمكن قياس القيم العالمية غلوم ، لا يمكن تحديد المواقع " النقاط الساخنة " مراوان تألق ( على سبيل المثال ، غلوم عالية في منطقة صغيرة من بيروفسكيت مجموعة ) ، لا يمكن أن يفسر تأثير عدم التجانس في المنطقة الصغيرة على الأداء العام . مرحلة الطفولة المبكرة أطياف يمكن أن تميز أرض الدولة مراوان الجزيئية ، ولكن لا يمكن أن تتصل الدولة متحمس مراوان التغييرات ( على سبيل المثال ، الدولة متحمس التشكل الاسترخاء بعد التحقيق داخل الخلية جنبا إلى جنب مع العضيات ) . عابر أطياف الفلورية يمكن قياس عمر متحمس للدولة ، ولكن لا يمكن تحديد العلاقة المكانية اقتران بين عمر و استقطاب الدولة ، فإنه لا يمكن الكشف عن آلية دينامية مراوان تألق في المنطقة الصغيرة - وهذا يتطلب استخدام مايكرو التعميم الاستقطاب الطيفي الفلورية ، من خلال القرار المكانية ميكرون / الفرعية ميكرون المستوى ، دقة قفل إشارة مراوان في المنطقة الصغيرة ، وملء الفجوة في توصيف مراوان تألق في نطاق النانو الصغيرة . . . . . . .

في مجال microcircular الاستقطاب الكشف عن مضان ، النظم الحديثة غالبا ما تدمج مع التركيز على مسار الضوء + في الموقع وحدة التحكم + وسائط متعددة متزامن اقتناء ( متزامن الحصول على بيانات التصوير microzone CPL ، مجموع مضان ، مشرق الميدان ) . l-cpl / r-cpl إشارات من microzone مفصولة عالية الدقة كهروضوئية المغير ( بيم ) ، جنبا إلى جنب مع العدسة الشيئية ذات الفتحة العددية العالية تركز على مناطق محددة ( على سبيل المثال ، واحد مراوان nanocrystalline داخل الخلايا الليزوزومات ) لضمان الحصول على البيانات من microzone في إطار موحد إحداثيات مكانية ، مما يؤدي إلى الكشف عن microzone الانحراف . هذا التصميم المتكامل لا يمكن إلا أن تمنع القطع الأثرية مثل خطي انكسار في المنطقة الصغيرة ، مضان المحلية تباين ( على سبيل المثال ، غير موحدة الاستقطاب تدخل على حافة المنطقة الصغيرة من مراوان الفيلم ) ، ولكن أيضا يمكن أن توفر الأساس الدقيق إعداد مراوان المواد متناهية الصغر ( على سبيل المثال ، من خلال الرصد الحيوي ( على سبيل المثال ، والتغيرات في درجة الحرارة التي يسببها CPL في عملية التجميع ) من خلال تحليل اقتران آلية مراوان وتجميع الدول واجهة التفاعل في المنطقة الصغيرة .

القيمة الأساسية microcircular الاستقطاب مضان الطيفي يكمن ليس فقط في التعاون من " microresolution + استقطاب دائري الكشف " ، ولكن أيضا في عمق اقتران ذكي تحليل المعلومات المكانية microzone و هم تألق البيانات . هذا الانصهار يكسر من خلال الحد من " الماكرو متوسط " و " جزيرة معزولة من البيانات " التقليدية في توصيف مراوان ، من خلال إنشاء نموذج الارتباط عبر النطاق " التكوين الجزيئي - منطقة صغيرة تجمع الدولة المحلية CPL الأداء " ، مزدوجة " التعريب المكاني + الأداء الكمي " تحليل مراوان تألق النظام قد تحقق . خاصة في ظل خلفية من التطور السريع في الذكاء الاصطناعي و التعلم العميق ، وارتفاع تدفق البيانات ( CPL microzone غلوم خريطة توزيع ديناميكية تطور منحنى ) التي تم إنشاؤها بواسطة هذا النظام جنبا إلى جنب مع عمق التعلم الخوارزمية ، والتي يمكن تحقيق تدفق عالية الفرز ( الاعتراف السريع عالية غلوم microzone ) من مراوان المواد متناهية الصغر ، ذكي التعريب من مراوان تحقيقات داخل الخلايا ، وكسر من خلال القائمة " ماكرو التجربة والخطأ " نموذج التنمية ، ودفع مراوان البحث العلمي إلى مرحلة جديدة من " القرار المكانية + بيانات مدفوعة " .

حالة الطلب :

1 . في الموقع مضان + التعميم الاستقطاب + زاوية القرار + التوصيل المكاني ارتباط توصيف حافة تألق خصائص الغاز رقيقة الأفلام .

الجمع بين تقنية رسم الخرائط المكانية مع استقطاب دائري تألق ( CPL ) يمكن أن تكشف عن خصائص التوزيع و الاختلاف من ز عامل في مختلف المواقع المكانية . هذا النوع من القياس ، والمعروفة باسم CPL الخرائط أو g-factor الخرائط ، هو اتجاه هام من التداخل بين مراوان البصريات والفضاء حل تكنولوجيا التصوير . من خلال الجمع بين التصوير المجهري مع استقطاب دائري للكشف عن وحدة ، ونحن يمكن تحقيق التوزيع المكاني ز عامل التصوير على سطح ميكرومتر أو حتى نانومتر الحجم عينة ، وبالتالي إنشاء " ز ( س ، ص ) " بعدين أطلس . هذه الأطياف تكشف عن عدم التجانس في المواد المحلية مراوان بسبب التوجه الكريستال ، الجزيئية التراص ، مراوان التشويه ، عيب التعريفي أو التجميع الذاتي ، ويعكس العلاقة المكانية اقتران هيكل مراوان تألق رد في النظام . على سبيل المثال ، في مراوان البلورات العضوية ، الكريستال السائل أو الألياف supermolecular ز القيم في مناطق مختلفة قد تختلف بشكل ملحوظ بسبب اختلاف ترتيب المجهرية ، وبالتالي تشكيل مراوان المجالات . في إطار العمل من الحقل الخارجي ( على سبيل المثال ، القص ، الحقل الكهربائي ، حقل الضوء ) ، هذا النوع من التوزيع المكاني يمكن تعديلها أو إعادة بنائها . CPL الخرائط ليس فقط يستخدم في فهم العلاقة بين التركيب و النشاط من المواد مراوان في البحوث الأساسية ، ولكن أيضا لديها امكانات كبيرة من المعلومات المكانية مع فك التشفير في تطبيقات التشفير البصرية ، الاستقطاب عرض antifalse التسمية . ( المرجع : هسو وآخرون ، الاستعراض الفيزيائي باء ، 2015 ، 91 ( 19 ) : 195312 ) .

الشكل 2 . CPL خريطة 2D غاسي الأفلام . ( أ ) رسم تخطيطي لاختبار الاستقطاب . ( ب ) تصوير فيلم غاسي في أحد أفلام العائد على الاستثمار بواسطة CPL ، حيث يكون مركز بقعة الضوء بقعة ضوء مثيرة ، ويتم جمع مضان المتولد على طول الطائرة ونقله إلى الحافة . ( ج ) التوزيع المكاني لقوة الكلفة لكل ألف المستمدة من ( ب ) على سطح العينة . ( د ) اتجاه الاستقطاب في كل موقع مضيئة على سطح العينة ، وحساب درجة الاستقطاب الخطي تلقائيا بواسطة النظام؛

2 - توجيه البحوث VCSEL بواسطة مضان في الموقع + استقطاب دائري + زاوية القرار قياس الارتباط

من خلال الجمع بين استقطاب دائري تألق ( CPL ) مع الزاوي حل الطيف ، ونحن يمكن أن تجعل من التحليل المنهجي من مراوان خصائص الانارة في مختلف زوايا انبعاث الفوتون الزخم الاتجاهات ، وبالتالي الكشف عن الاعتماد على عامل ز مع الانارة التوجه . الفكرة الأساسية من هذا الأسلوب هو أن تأخذ زاوية الانبعاثات كمتغير ، وبناء نمط التوزيع ز قيمة في الفضاء الزاوي ( أي زخم الفوتون الفضاء ) من خلال قياس دقيق يسار ويمين كثافة مضيئة في اتجاهات مختلفة من الانبعاثات . بالمقارنة مع التقليدية نقطة قياس CPL ، ar-cpl لا يمكن إلا أن توفر معلومات عن الانبعاثات مراوان ، ولكن أيضا يمكن أن تعكس كسر التناظر المكاني متحمس للدولة ، اتجاه انبعاث عزم ثنائي القطب ، والعلاقة بين الانبعاثات مراوان تباين هيكلي .

الشكل 2 - خصائص الأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء ليزر VCSEL InGaAs [ 3 ] .

وعلاوة على ذلك ، إذا كان محور الطاقة ( الطول الموجي أو التردد ) هو عرض على أساس القرار الزاوي ، ز عامل التوزيع ، أي ز ( ك ، هـ ) الرسم البياني ، يمكن استخلاصها في الفضاء ثنائي الأبعاد ( ك - هـ المرحلة الفضاء ) تتألف من الفوتون الزخم ( ك ) و الفوتون الطاقة ( هـ ) . هذا النوع من الأطياف يسمح للباحثين في وقت واحد تتبع اتجاه تألق ، اقتران خصائص تشتت السلوك مراوان كثافة ، وكشف عن أصل هم الانتقائية في مختلف الدول الطاقة . على سبيل المثال ، في الكريستال الضوئية ، والمعادن العضوية الإطار ( وزارة المالية ) ، مراوان microcavity exciton , POLARON النظام ، وما إلى ذلك ، قد يكون هناك اختلاف في خصائص الاستقطاب الانارة وسائط في زوايا مختلفة و الطاقات .

وبالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا الأسلوب يمكن أن تستخدم أيضا للتحقق من بريلوين توزيع الانبعاثات مراوان الدول في الحسابات النظرية ، وتقييم التآزر من عزم ثنائي القطب الانبعاثات في الفضاء الحقيقي والزخم الفضاء ، ومراقبة ظواهر الحدود مثل تدور في المدار اقتران ، مراوان exciton السلوك . الزاوي القرار CPL الدراسة ليس فقط يوفر الطاقة المكانية مراوان الأبعاد توصيف المواد التي ينبعث منها ضوء آلية ، ولكن أيضا يوفر الأساس النظري والتقني لتصميم مراوان التي ينبعث منها ضوء الأجهزة مع الاتجاه الانتقائي ، زخم التنظيم المكاني وقدرة عالية ز عامل الإخراج . ( المرجع : Hsu et al . , Phys . Rev.B , 91 , 195312 ( 2015 ) )

3 . دينامية تعتمد على تطور كامل ستوكس المعلمة و ز عامل مع دولة متحمس من قبل دائرة الاستقطاب مضان + time-resolved التحليل .

من خلال الجمع بين التعميم الاستقطاب تألق ( CPL ) مع النطاق العريض عابرة time-resolved مجموع ستوكس الاستقطاب التحليل ، ونحن يمكن تحقيق تحليل منهجي من مراوان خصائص المواد الانارة و استقطاب مكونات مراوان الانارة في مختلف جداول زمنية مختلفة من الطاقة ( الطول الموجي ) . هذه الطريقة تسمى time-resolved ستوكستوكس كامل قياس ( tr-fs-cpl ) هو الأسلوب الذي يأخذ " تأخير الوقت " متغير رئيسي ، من خلال تعزيز اتفاقية مكافحة التصحر ( ICCD ) الالكترونية التي تسيطر عليها اتفاقية مكافحة التصحر ( تعزيز اتفاقية مكافحة التصحر ) ، نافذة الوقت ( الحد الأدنى من عرض البوابة إلى الحد الأقصى من 2ms ) يمكن أن تسيطر عليها بدقة ، في وقت واحد ، في إطار مختلف تأخير الوقت ، الاستقطاب الاستقطاب الاستقطاب الاستقطاب ( LCP ) و استقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقاستقفي الماضي ، ونحن بناء دينامية خريطة توزيع غلوم ( ر ، ه ) في الوقت والطاقة ثنائي الأبعاد الفضاء ( t-e الفضاء ) . بالمقارنة مع التقليدية مستقرة CPL التكنولوجيا ، فإنه لا يمكن إلا أن الحصول على قيمة ثابتة غلوم ، التقليدية time-resolved CPL ( trcpl ) يجب أن تزن حساسية وعرض النطاق الترددي القيود . tr-fs-cpl لا يمكن إلا أن توفر معلومات عن شدة و نقاء مراوان تألق ، ولكن أيضا يمكن أن تعكس ديناميات الوقت الاسترخاء متحمس للدولة في المواد ، مراوان كفاءة نقل الطاقة المختلفة الدول ( مثل حالة ذهنية في ليجند ، عالية متحمس للدولة من ايونات المعادن ) و التمييز بين الحدود بين خطي الاستقطاب الناجم عن حزب الشعب الكمبودي القطع الأثرية و صحيح هم الإشارات .

الشكل 3 - النطاق العريض ثابت و time-resolved مجموع ستوكس ناقلات الطيف القياسية غير مراوان الأصباغ في محلول مائي من اللزوجة المنخفضة اللزوجة العالية .

وعلاوة على ذلك ، مع الحفاظ على النطاق العريض التغطية الطيفية ( 400-900 نانومتر ) على أساس time-resolved تماما ستوكس الاستقطاب ، صورة ثلاثية الأبعاد من غلوم ( ر ، ه ، ق ) يمكن أن تكون ملفقة في الفضاء ثلاثي الأبعاد تتألف من " تأخير الوقت ( ر ) - طاقة الفوتون ( هـ ) - استقطاب الدولة ( S ₁ / S ₂ / S ₃ ) " ، أي ( ن = 1 , 2 , 3 ) . هذا النوع من الأطياف يسمح للباحثين في وقت واحد تتبع الوقت تطور تألق ، اقتران خصائص الطاقة التشتت والاستقطاب الدول ( بما في ذلك هم ) تكشف عن نشأة وتطور النشاط مراوان تحت مختلف الدول متحمس . . . على سبيل المثال ، tr-fs-cpl يمكن التمييز بين المركز ( ش ) دولة ( 13 م و العمر ، لا CPL النشاط ) و ⁵ د ₁ → ⁷ و ₂ عالية متحمس للدولة ( 130 م و | غلوم | 0.2 ) في الاتحاد الأوروبي [ + ) - facam ] مراوان اللانثينيدات المعقدة . في هذه الورقة ، مراوان ديناميات عابرة التألق ( 23 م ، غلوم = ± 1.8 × 10 ⁻ 3 ) و تأخر التألق ( 18 μ S ، غلوم الاستقرار ) يمكن قياسها في وقت واحد في ( ص / s-bpc tadf ) الأصباغ . في غير مراوان صبغ رودامين ب ، الاستقطاب المستحث خطيا CPL التحف ( S ₃ ) و علاقتها مع ديناميات الجزيئية التناوب ( depolarize في 10 م ) يمكن أن تعزى أيضا إلى التطور الزمني S ₁ / S ₂ استقطاب خطي المكونات .

وعلاوة على ذلك ، فإن هذا الأسلوب يمكن أن تستخدم أيضا للتحقق من التنبؤ مسارات الاسترخاء في متحمس مراوان الدولة ، وتقييم كفاءة نقل الإشارات في مختلف قنوات الطاقة مثل " ليجند المعادن " و " عابر تأخير " و جداول زمنية مختلفة ، ومراقبة الحدود الظواهر مثل حفظ مراوان ، ودينامية التوهين من استقطاب خطي التحف . دراسة time-resolved مجموع ستوكس CPL ليس فقط يوفر وسيلة لوصف متحمس للدولة آلية مراوان مواد الانارة ، ولكن أيضا يوفر الأساس النظري والتقني لتصميم مراوان التي ينبعث منها ضوء الأجهزة مع نافذة الوقت الانتقائية ، قناة الطاقة والقدرة على التنظيم ، وانخفاض التحف و غلوم عالية الانتاج ، وخاصة في مجال استقطاب دائري العضوية التي ينبعث منها ضوء الصمام الثنائي ( cp-oled ) ، مراوان bioimaging تحقيقات مراوان الفوتون مصادر الكم من المعلومات . من خلال هذه التكنولوجيا ، يمكن للباحثين بدقة الشاشة عالية الاستقرار مراوان مواد الانارة ( مثل الاستقرار في الوقت المناسب من tadf غلوم صبغ ) ، وتحسين مسارات نقل الطاقة متحمس للدولة ( مثل كفاءة يغاندس توعية الاتحاد الأوروبي 3 + المجمعات ) ، وتقديم توصيف موحد مخطط لحل مشكلة القطع الأثرية التدخل التقليدية في قياس CPL ، وتعزيز التحول من البحوث الأساسية إلى التطبيق العملي مراوان المواد الضوئية .

( المرجع : Reponen et al . , Nature 2025 Jul ; 643 ( 8072 ) : 675-682 .