【摘要】 荧光寿命测试，测试的结果是光源激发下所监测的发射波长的荧光衰减曲线，一般工程师会给相应的寿命拟合结果：拟合的曲线、拟合的加权残差（文本数据）、拟合的寿命τ1 (τ2、τ3)和对应的占比 B1 (B2、B3)，平均寿命可通过公式计算获得。

荧光寿命测试，测试的结果是光源激发下所监测的发射波长的荧光衰减曲线，一般工程师会给相应的寿命拟合结果：拟合的曲线、拟合的加权残差（文本数据）、拟合的寿命τ1 (τ2、τ3)和对应的占比 B1 (B2、B3)（如附图1），平均寿命可通过公式（附图2）计算获得。

 

附图1

 

附图2

或者

 

平均寿命τ的两种表达式本质上是相同的，

因为Rel%本身就是通过τ1 (τ2、τ3)和B1 (B2、B3)计算出来的。

实际应用中第二个式子更为简化、计算更方便。

 

附图1中χ2表示置信因子，当0.8<χ2 <1.3时，表示拟合结果可靠适用。工程师一般用爱丁堡仪器自带的软件给出相应合适阶数的拟合，该拟合结果仅供参考。结合自身样品，如需其它阶数的结果，可用origin快速拟合。origin快速拟合的步骤如下：

 

荧光衰减曲线通常选用指数函数（exponential）拟合，对应在Origin里的ExpDec（指数衰减）或者ExpDecay（带x0偏移量的指数衰减）。有不同指数的衰减函数可选，不同的指数即对应不同的拟合阶数。

 

方法一：用ExpDec函数

 

原始数据（衰减曲线）作图后如附图3所示，y轴最高点数据对应的x轴的9.57处，为使y轴最高点数据对应x=0处，将x轴数据统一减去9.57。操作方法如下：新增一列x轴和一列y轴数据，设置x轴数值=原x轴数值- 9.57，对应的y轴数值不变；将x=0之前的数据删掉，作图得到附图4。

 

附图3                                                  附图4

 

开始拟合寿命，依次选择Fitting - Exponentiak Fit – Open Dialog（附图5），选择对应的阶数，这边是用ExpDec2，即二阶拟合（附图6）。

 

附图5

 

附图6

 

可以点击Data Slection选择需要拟合的范围，一般就是最高点到水平的地方。点击Fit，即得到拟合结果，寿命τ1、τ2和系数 A1、A2（附图7）。A等同于前文中的B。拟合出的Adj.R-Square表示数据和拟合曲线的相关性，该数值越接近1表示拟合结果越可靠。

 

附图7

 

方法二：用ExpDecay函数

 

原始数据（衰减曲线）作图后如上文的附图3，观察得知y轴最高点数据对应的x轴的9.57处。直接用带x0偏移量的ExpDecay函数拟合，依次选择Fitting - Exponentiak Fit – Open Dialog，选择对应的阶数，这边是用ExpDecay2（附图8）

 

附图8

 

再选择Date Selection – Select Range from Graph（附图9），在图中选择对应要拟合的范围，一般是从y轴最高点到y轴曲线几乎水平的位置（附图10）。如曲线接近水平的位置难以判断，可纵坐标取对数来判断。

 

附图9

 

附图10

 

选择好拟合的曲线范围后双击关闭，再选择Parameters将x0的数值固定成9.57（附图11），点击Fit，得到拟合结果（附图12）。

 

附图11

 

附图12

 

可以看到，用ExpDec和ExpDecay函数拟合出的结果是几乎一致的（理论上精确选好条件后就是一致的），只是τ1、τ2和 A1、A2调了个顺序。两种拟合方法都是适用的，喜欢用哪个就用哪种方法，前提是一定要结合经验和材料本身判断好合适的拟合阶数。

 

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