(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210867210.5 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 厦门行者科创科技有限公司 地址 361026 福建省厦门市中国 （福建） 自 由贸易试验区厦门片区嵩屿街道嵩屿 南二路99号1202之二 (72)发明人 何秀芳　 (74)专利代理 机构 北京元周律知识产权代理有 限公司 1 1540 专利代理师 孙小万 (51)Int.Cl. G01M 11/02(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/25(2006.01) G01N 21/84(2006.01) (54)发明名称 一种积分 半球装置及其应用 (57)摘要 本申请公开了一种积分半球装置及其应用， 所述积分半球装置包括沿光路方向设置的积分 半球体、 激发光入射模块和发射光出射模块； 所 述积分半球体由外壳、 半球腔体和石英样品罩组 成， 所述激发光入射模块由进光孔、 第一旋转电 机和第一反射镜组成， 所述发射光出射模块包括 出光孔I、 出光孔II、 第二旋转电机、 主动齿轮、 从 动齿轮、 推拉电机、 第二反射镜以及聚四氟乙烯 板组成。 所述装置可以分别进行发光试样的光谱 测试、 发光量子效率测试和发光成像， 可 以极大 地提高材料光致发光特性测试效率。 同时发光试 样被石英样品罩阻隔在积分球 之外， 换样时不需 要打开半球腔体， 避免了 反复开启半球腔体或装 样不慎导 致的积分球 污染问题。 权利要求书3页 说明书7页 附图5页 CN 115077875 A 2022.09.20 CN 115077875 A 1.一种积分 半球装置， 其特 征在于， 所述积分半球装置包括沿光路方向设置的积分半球体、 激发光入射模块、 发射光出射 模块； 所述积分半球体包括外壳、 样品罩、 具有半球型腔体的壳体， 所述壳体的腔体底部 中心 处设有圆孔， 所述样品罩安装在所述圆孔处， 所述外壳安装在所述壳体的外侧； 所述壳体上 还设有通孔I ‑1、 通孔II ‑1、 通孔III ‑1； 所述外壳设有与所述通孔I ‑1、 通孔II ‑1、 通孔III ‑1 位置相对应的通孔I ‑2、 通孔II ‑2、 通孔III ‑2； 所述通孔I ‑1与通孔I ‑2连通， 所述通孔II ‑1 与所述通孔II‑2连通； 所述 通孔III‑1与所述通孔III‑2连通； 所述激发光入射模块包括进光孔和可旋转的第一反射镜； 所述进光孔与所述通孔I ‑2、 通孔I‑1连通， 形成光路I， 所述第一反射镜安装于所述半球型腔 体内， 所述第一反射镜与所 述进光孔成45°斜向安装； 所述发射光出射模块包括出光孔I、 出光孔II和可伸缩转动的第二反射镜， 所述出光孔 I与所述通孔II ‑2、 通孔II ‑1连通， 形成光路II， 所述光路II与所述光路I垂直， 所述出光孔 II与所述通孔III ‑2、 通孔III ‑1连通； 所述第二反射镜安装于所述半球型腔体内， 位于所述 进光孔相对的位置 。 2.根据权利要求1所述的积分 半球装置， 其特 征在于， 所述激发光入射模块还包括第一旋转电机； 所述第一旋转电机安装于所述外壳的顶 部、 靠近所述进光 孔侧； 所述第一旋转电机的旋转轴伸入所述半球型腔体 内， 所述旋转轴的自由端安装有所述 第一反射镜 。 3.根据权利要1所述的积分 半球装置， 其特 征在于， 所述发射 光出射模块还 包括第二旋转电机、 主动齿轮、 从动齿轮、 推拉电机； 所述第二旋转电机安装于所述外壳上； 所述第二旋转电机的旋转轴上安装有所述主动齿轮， 所述主动齿轮与 所述从动齿轮啮 合， 所述从动齿轮与所述推拉电机固定连接； 所述第二反射镜的背面与聚四氟乙烯板贴合固定； 所述推拉电机的推拉轴伸入所述半球型腔体 内， 所述推拉轴的自由端安装有所述聚四 氟乙烯板 。 4.根据权利要求1所述的积分 半球装置， 其特 征在于， 所述通孔I‑1、 通孔II‑1均开设在所述壳体的侧壁上； 所述通孔III‑1开设在所述壳体的顶部、 所述圆孔的垂直上 方处； 优选地， 所述积分 半球装置还 包括用于 封闭出光 孔I和/或出光 孔II的封闭孔塞。 5.一种发光特性测量装置， 其特 征在于， 所述发光特性测量装置包括所述积分 半球装置、 光源和光谱系统； 所述光源用于发射激发光束通过 所述进光 孔进入所述半球型腔体内； 所述光谱系统用于 接收从所述出光 孔I出射的激发光； 其中， 所述积分 半球装置 选自权利要求1～4任一项所述的积分 半球装置 。 6.一种发光材 料光谱测试的方法， 其特 征在于， 所述方法采用权利要求5所述的发光特性测量装置；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115077875 A 2所述方法包括： (1)将所述待测发光材 料试样置于所述样品罩中； (2)通过所述第一旋转电机旋转所述第一反射镜， 使所述第一反射镜的反射面正对所 述进光孔； (3)通过所述推拉电机将所述第二反射镜推至所述样品罩的上方； 通过所述第二旋转 电机的旋转轴带动所述主动齿轮旋转， 所述从动齿轮和所述推拉电机被所述主动齿轮带动 旋转， 使所述第二反射镜的反射 面与所述出光 孔I中心线成45 °所述反射 面朝下； (4)所述光源发射激发光束， 所述激发光束通过所述进光孔进入所述半球型腔体内， 经 所述第一反射镜反射， 透过所述样品罩照射所述待测发光材料试样， 所述待测发光材料试 样受激发 发射的激发光被所述第二反射镜反射， 通过 所述出光 孔I出射； (5)所述光谱系统接收从所述出光孔I出射的激发光， 进行所述待测发光材料试样的光 谱测试。 7.一种发光材 料发光量子效率测试的方法， 其特 征在于， 所述方法采用权利要求5所述的发光特性测量装置； 所述方法包括： (1)测试所述半球型腔体的内环境， 获得 所述半球型腔体的内环境 光谱参数； (2)测试待测发光材料试样的光谱参数， 通过与步骤(1)测试所得的所述半球型腔体的 内环境光谱参数进行运 算得到所述待测发光材 料试样的发光 量子效率。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 所述步骤(1)包括： S01、 通过所述第 一旋转电机旋转所述第一反射镜， 使所述第 一反射镜的反射面不正对 所述进光 孔； S02、 所述光源发射激发光束， 所述激发光束由所述进光孔进入所述半球型腔体内， 经 所述第一反射镜反射后打在所述半球型腔体的内壁上； S03、 通过所述推拉电机将所述第二反射镜推至所述样品罩上方； 通过所述第二旋转电 机的旋转轴带动所述主动齿轮旋转， 所述从动齿轮和所述推拉电机被所述主动齿轮带动旋 转， 使所述聚四氟乙烯板朝向所述出光 孔I并垂直于所述半球型腔体的底部位置； S04、 封闭孔塞封闭出光孔II， 所述激发光束在所述半球型腔体内， 经漫反射后通过所 述出光孔I出射、 进入所述 光谱系统， 获得 所述半球型腔体的内环境 光谱参数； 其中， 所述样品罩中不 放置所述待测发光试样； 优选地， 所述 步骤(2)包括： M01、 将所述待测发光材料试样置于所述样品罩中， 通过所述第一旋转电机旋转所述第 一反射镜， 使所述第一反射镜的反射 面正对所述进光 孔； M02、 所述光源发射激发光束， 所述激发光束由所述进光孔进入所述半球型腔体内， 经 所述第一反射镜反射、 透过 所述样品罩照射所述待测发光材 料试样； M03、 通过所述推拉电机将所述第二反射镜推至所述样品罩上方； 通过所述第二旋转电 机的旋转轴带动所述主动齿轮旋转， 所述从动齿轮和所述推拉电机被所述主动齿轮带动旋 转， 使所述聚四氟乙烯板朝向所述出光 孔I并垂直于所述半球型腔体的底部位置； M04、 封闭孔塞封闭出光孔II， 所述激发光束在所述半球型腔体内， 经漫反射后通过所权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115077875 A 3