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六分鐘護一生 Non-visible Images Chien-Chung Jeng 鄭 建 宗 Imaging & Nonlinear Optical Lab Institute of Nanoscience & Department of Physics National Chung Hsing University
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螢光是一種光致發光的冷發光現象。當某種常 溫物質經某種波長的入射光(通常是紫外線或 X 射線)照射,吸收光能後進入激發態,並且立 即退激發併發出比入射光的的波長長的出射光 (通常波長在可見光波段)。具有這種性質的 出射光就被稱之為螢光。發光紫外線 X 射線 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%9E%A2%E5%85%89
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具有螢光性的分子吸收入射光的能量後,其中的電子從基態 S 0 (通 常為自旋單重態)躍遷至具有相同自旋多重度的激發態 S 2 ,即 S 0 +hv EX →S 2 ,這裏 h = 普朗克常數 , v EX = 入射光光子的頻率。處 於激發態 S 2 的電子可以通過各種不同的途徑釋放其能量回到基態。 比如電子可以從 S 2 經由非常快的(短於 10 − 12 秒)內轉換過程無輻 射躍遷至能量稍低並具有相同自旋多重度的激發態 S 1 : S 2 →S 1 , 緊接著從 以發光的方式釋放出能量回到基態 S 0 : S 1 → S 0 +hv F ,這 裏發出的光就是螢光,其頻率為 v F 。由於激發態 的能量低於 ,故 在這一過程中發出的螢光的頻率 νF 低於入射光的頻率 v EX 。螢光態 的壽命為 10 − 8 至 10 − 5 秒,這就是前面提到的"立即"退激發的具 體含義。通常電子從激發態 躍遷至 的內轉換過程非常的快,而且 產生螢光的物質的分子可以通過所謂的振動弛豫過程很快地(約 10 − 11 秒)經由碰撞達到熱平衡。總結產生螢光的反應過程為:基態自旋單重態自旋多重度激發態 普朗克常數頻率內轉換振動弛豫 S 0 +hv EX →S 2 →S 1 → S 0 +hv F
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如何作螢光線攝影 a. 短波長光源( Excitation) 照射在待測物上, 激發出螢 (Emission) 。 b. 濾光片濾掉反射的激發光,只留待測物發出 螢光進入上相機。 螢光有多種顏色
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紫外線光源 紫外線燈
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螢光的應用 紅寶石紅寶石、翡翠、鑽石可以在短 波長的紫外線下發出紅色的螢 光。翡翠鑽石 綠寶石綠寶石、黃晶(黃玉)、珍珠 也可以在紫外線下發出螢光。黃晶珍珠 鑽石還可以在 X 射線下發出磷 光 。 螢石 a. 鑑識科學與礦物學
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印刷防偽技術 浮水印 防偽絲
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照妖鏡-紫外螢光攝影 可見光無明顯差異
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螢光攝影:明顯找到修補之處 何傳馨, 「自敘帖科技検査報告」, 『故宮文物月刊』,2004 年,10 月
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b. 生化和醫藥 螢光在生化和醫藥領域有著廣泛的應用。人們可以通過化 學反應把具有螢光性的化學基團粘到生物大分子上,然後 通過觀察示蹤基團發出的螢光來靈敏地探測這些生物大分 子。化學基團示蹤 Liver 1min. 5 102020 404080 Before injected
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中興大學活體影像儀 CCD size 27.6 ×27.6 mm High sensitive (QE: 90%) Low noise( cooled -90 ℃ ) 1.High sensitive & Low noise 2.Fluorescent image 3.Motor-driven( Field of view)
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D.E. Jenkins et al, Clinical & Experimental Metastasis, vol. 20,733–744, 2003. in vivo & Noninvasive Tumor detection (Bioluminescence imaging) A picture times thousand words
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Infrared Conversion: remove the IR-cut filter
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透過去了 紅外線攝影
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紅外線的世界:白色的樹葉
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下雪了? http://www.photonews.com.tw/01.asp?Category=113
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台南大天后宮 一級古蹟 1820 重修
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Ⅱ、 A Picture Paints A Thousand Words. 被動過手腳了
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Conclusion: A spectrum is worth thousand pictures Thank You A picture pains thousand words
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