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JASCO CPL-300 圆偏光发光光谱仪
02 表征类分析仪器 · JASCO 授权代理

JASCO CPL-300 圆偏光发光光谱仪

250–850 nm(可选 400–1600 nm) · CPL 分辨率 0.00001 mdeg · 杂散光 ≤0.001% · 波长分辨率 0.025 nm

1×10⁻⁵ mdeg杂散光 ≤0.001%0.025 nm双棱镜单色仪180° 非偏振激发

产品简介

圆偏振发光(CPL)测的是手性分子被非偏振光激发后,左旋与右旋圆偏振发射的强度差。这个差值通常只有总荧光的千分之几,所以难点不在「测荧光」,而在「从强背景里分出极小的左右旋差」。CPL-300 的做法是:Ex / Em 各一套石英棱镜单色仪把杂散光压到 0.001% 以下,光弹性调制器(PEM)把圆偏振做成高频调制,再用锁相放大器在噪声里把差值提出来;180° 线性光学系统提供纯净的非偏振激发,从源头抑制荧光各向异性造成的伪信号。

原文出处:原厂官网

核心特点

1

双棱镜双单色仪,杂散光 ≤0.001%

棱镜色散没有光栅的高次谐波问题,Ex 与 Em 各一套,激发光拖尾被压到 0.001% 以下。测 CPL 时激发光往往比发射强几个数量级,这一条决定了弱信号能否浮出来。

2

PEM + 锁相,分辨率 1×10⁻⁵ mdeg

圆偏振被调制成高频信号,锁相只提取该频率的分量,1/f 噪声与漂移被大幅抑制;CPL 分辨率 0.00001 mdeg,能分出手性材料常见的 10⁻³–10⁻⁴ 量级不对称。

3

180° 非偏振激发

线性光学布局保证激发光无偏振,避免荧光各向异性(photoselection)伪造出「圆偏振」;对溶液、薄膜、压片都成立,这是 glum 数据能被审稿人接受的前提。

4

一次扫描,AC/DC 同步

同一增益下同时输出 CPL(AC 分量)、荧光强度(DC)与 glum,两者逐点对应,不用两次测量再做归一,装样位移与光源漂移不再引入误差。

5

四类样品形态

溶液比色皿、KBr 压片、PMMA 薄膜、单晶都可直接测;可扩展珀尔帖变温(20–50 ℃)与永磁体磁场,做磁圆偏振电致发光(MCP-OLED)。

原文出处:原厂官网

主要技术参数

指标名称参数值
型号JASCO CPL-300 圆偏光发光光谱仪
光源150 W 无臭氧空冷 Xe 灯(可选 HgXe / LED / 激光器)
检测器侧窗型光电倍增管 PMT;可选 InGaAs 检测器
调制器 / 电子系统光弹性调制器(PEM)+ 锁相放大器
单色仪激发(Ex)与发射(Em)双棱镜单色仪
测量波长范围250 – 850 nm;400 – 1600 nm(选配 InGaAs)
波长精度±0.2 nm(250–500)/ ±0.5 nm(500–800)/ ±1.5 nm(800–1600)
波长重复性±0.05 nm(250–500)/ ±0.1 nm(500–800)/ ±0.5 nm(800–1600)
波长分辨率0.025 nm
CPL 分辨率0.00001 mdeg
杂散光0.001% 或更低
狭缝宽度1 – 4000 µm(软件自动调节)
数字积分时间(D.I.T.)0.1 ms – 30 s
扫描速度最高 10000 nm/min
扫描模式连续扫描 / 步进扫描 / 自动响应(D.I.T.)扫描
光学模式CD(AC = CPL)/ DC(DC = 荧光)/ HT(PMT 高压)/ AC/DC
外部输入端口2 通道(−1 ~ +1 V DC)
汞灯 / 快门内置汞灯校验;快门位于 Ex 与 Em 单色仪
样品形态溶液、KBr 压片、PMMA 薄膜、单晶
扩展珀尔帖变温 20 – 50 ℃;永磁体磁场(MCP-OLED)

数据出处:原厂官网

选型要点

1CPL-300 和普通荧光光谱仪差在哪?

普通荧光仪测的是总发光强度,CPL 要测左右旋之差,量级只有总强度的 10⁻³–10⁻⁴。要测出来必须同时满足三条:激发光非偏振、发射端杂散光极低、能对微小差做锁相提取。缺一条,测到的就是伪信号或噪声。

怎么选测 glum → 必须专用 CPL 仪器

2要不要选 InGaAs 检测器?

标准 PMT 覆盖 250–850 nm,够绝大多数有机 CPL 材料与稀土配合物的可见发射;做 1–1.6 µm 的近红外 CPL(Yb³⁺、Er³⁺ 配合物、NIR 卤化物)才需要 InGaAs 选件。

怎么选可见区 → 标准 PMT;NIR 发射 → InGaAs

3固体样品怎么测?

KBr 压片、PMMA 掺杂薄膜、单晶都可直接上标配支架;固态散射强,通常开大狭缝(如 3000 µm)并多次累加换信噪比。测前旋转样品、改变入射角,可以排查线双折射(LB)与线二色(LD)造成的伪 CPL。

怎么选固态强散射 → 大狭缝 + 多累加

常见问题

CPL 分辨率 0.00001 mdeg 是什么概念?
即 1×10⁻⁵ mdeg。手性材料的 glum 常在 10⁻³–10⁻⁴,对应 CPL 值约 0.1–10 mdeg,这个分辨率留出了两到三个数量级的余量。
为什么强调双棱镜而不是光栅?
光栅有高次谐波,激发光的长波谐波会直接落在发射波段内形成拖尾;棱镜色散无谐波,配合双单色仪可把杂散光压到 0.001% 以下。
能测变温 CPL 吗?
可以,珀尔帖附件覆盖 20–50 ℃;更低温度需另配低温恒温器,光路接口按配置评估。
磁场测量怎么实现?
永磁体磁场附件置于样品区,可做磁圆偏振电致发光(MCP-OLED);场强与方向按附件规格。
和 CD 测量是什么关系?
CD 测基态吸收的手性,CPL 测激发态发射的手性,两者互补。CPL-300 只做发射端,CD 需另配圆二色光谱仪(J-1500 等)。
一次扫描要多久?
扫描速度最高 10000 nm/min,实际按信噪比要求定;弱信号常用慢扫 + D.I.T. 自动响应模式。

典型应用,文献可查

01 可加工 CPL 材料与柔性 3D 显示

可加工圆偏振发光材料实现柔性立体(3D)成像

Processable circularly polarized luminescence material enables flexible stereoscopic 3D imaging

Science Advances · 2023 · DOI 10.1126/sciadv.adi9944

实验配置CPL 与 CD 分别在 JASCO CPL-300 与 J-1500 上测量;样品为可打印的 CPL 聚合物薄膜(CPL-PP),左右手性材料分别打印到同一像素单元的左右两半;反射与荧光谱分别用 UV-vis-NIR 分光光度计与荧光分光光度计;形貌用偏光显微镜。

为什么选择本型号?薄膜是固态、单层发光弱,左右旋差值只有荧光强度的千分之几——需要双棱镜发射单色仪把杂散光压到 0.001% 以下,否则激发光拖尾直接盖住 CPL 信号;AC/DC 同步输出让 glum 与荧光强度在同一次扫描里一一对应,不用两次测量再做归一。

适用型号:CPL-300(本型号)

02 超分子组装的手性放大

双螺旋 π-聚集体纳米结构实现圆偏振发光的放大

Double helical π-aggregate nanoarchitectonics for amplified circularly polarized luminescence

Nature Communications · 2022 · DOI 10.1038/s41467-022-29396-0

实验配置0.1 mm 光程石英比色皿,悬浮液直接滴样;CPL 用 CPL-300(部分样品用 CPL-200 对照);测前翻转样品并改变入射角,排除线双折射(LB)造成的伪信号。

为什么选择本型号?悬浮液存在宏观各向异性,LB 会在普通装置上伪造出 CPL;180° 线性光学系统的纯净非偏振激发从源头抑制荧光各向异性伪信号,这是这里给出的 glum 能被审稿人接受的前提。

适用型号:CPL-300(本型号)

03 单发射全色 CPL 与白光照明

螺旋笼结构实现单发射体全色、大不对称因子圆偏振发光

Helical-caging enables single-emitted large asymmetric full-color circularly polarized luminescence

Nature Communications · 2024 · DOI 10.1038/s41467-023-44643-8

实验配置CD 与 CPL 分别用 JASCO J-1500 与 CPL-300;绝对 PLQY 用积分球(365 nm 激发、石英比色皿);PXRD 用粉末衍射仪(Cu Kα,20°–70°);形貌用偏光显微镜。

为什么选择本型号?全色发光横跨 400–700 nm,发射单色仪要在整个可见区保持低杂散光——蓝端激发光一旦串到红端,红光区的 glum 就不可信;0.025 nm 波长分辨率也保证窄发射峰不被仪器函数展宽。

适用型号:CPL-300(本型号)

04 无铅金属卤化物 CPL

调控八面体畸变逐步放大铟基金属卤化物的圆偏振发光

Stepwise amplification of circularly polarized luminescence in indium-based metal halides

Nature Communications · 2025 · DOI 10.1038/s41467-025-56394-9

实验配置CPL 用 JASCO CPL-300;CD 用圆二色光谱仪(100 nm/min、1 nm 数据间隔);TGA(N₂ 100 mL/min)、FT-IR(KBr 压片)、飞秒瞬态吸收配套表征。

为什么选择本型号?这类无铅卤化物的 glum 在 10⁻³ 量级、发光峰又宽,信号很容易埋在基线起伏里;0.00001 mdeg 的 CPL 分辨率决定了能否把真实不对称性从噪声中分出来,而不是靠平滑把峰做出来。

适用型号:CPL-300(本型号)

05 稀土卤化物与磁场调控 CPL

手性铕卤化物的高性能红色圆偏振发光及其磁场调控

Chiral europium halides with high-performance magnetic field tunable red circularly polarized luminescence

Nature Communications · 2025 · DOI 10.1038/s41467-025-57620-0

实验配置样品与 KBr 粉混合压片;扫描速度 500 nm/min、数据间隔 0.5 nm、D.I.T 1 s;CD 用 JASCO J-1700;PLQY 用荧光光谱仪配积分球(465 nm 激发、积分法);磁性与变温用 SQUID(MPMS3)配合。

为什么选择本型号?Eu³⁺ 的 f–f 发射是线宽不到 10 nm 的窄线,⁵D₀→⁷F₁ 的磁子能级要靠 0.025 nm 波长分辨率才分得开;固体压片直接用标配支架,珀尔帖变温与永磁体磁场附件可叠加,同一光路里完成变温、变场 CPL。

适用型号:CPL-300(本型号)

06 动态多模态信息加密与防伪

可编程结构色与可切换 CPL 结合的动态多模态信息加密

Dynamic multimodal information encryption combining programmable structural coloration and switchable circularly polarized luminescence

Nature Communications · 2025 · DOI 10.1038/s41467-025-57649-1

实验配置CPL 用 CPL-300;CD 用 JASCO J-1500;反射谱用光纤光谱仪;Raman 用共聚焦拉曼光谱仪;形貌与结构色用共聚焦显微镜。

为什么选择本型号?加密样品要在同一台机上把 CPL 与亮度对应起来,AC(CPL)与 DC(荧光)同步采集可避免两次装样造成的位移与漂移——多模态密钥的可靠性靠的就是这种同点同次对应。

适用型号:CPL-300(本型号)

07 聚集诱导发光(AIE)固态 CPL

本征手性双芘基 AIE 发光体:固态圆偏振发光与手性识别

Unlocking intrinsically chiral bipyrenyl-based aggregation-induced emission luminogens

Chemical Science · 2026 · DOI 10.1039/d5sc08358c

实验配置KBr 压片法制备固态样品;内置氙灯激发,激发波长 340 nm,Ex/Em 狭缝均为 3000 μm,扫描 500 nm/min,响应时间 1.0 s,standard 灵敏度,至少 8 次累加;每测一个角度旋转样品以排除手性伪影。

为什么选择本型号?AIE 固态样品散射强、透过低,必须开大狭缝保通量,再用多次累加换信噪比——CPL-300 在大狭缝下仍能给出可重复的 glum,靠的是双棱镜结构把杂散光压在 0.001% 以内;狭缝软件连续可调(1–4000 μm)让这类宽狭缝加多累加的测法可复现。

适用型号:CPL-300(本型号)

08 手性金属纳米簇 CPL

具有圆偏振发光的 Au₁₂Cd₂ 纳米簇的构筑

Construction of an Au12Cd2 nanocluster with circularly polarized luminescence

Chemical Science · 2024 · DOI 10.1039/d3sc06810b

实验配置CPL 用 JASCO CPL-300;CD 用圆二色光谱仪;PLQY 与寿命用荧光光谱仪(相对光密度 0.1);单晶结构用单晶衍射仪(Cu Kα,λ=1.54186 Å)。

为什么选择本型号?纳米簇发光弱、Stokes 位移小,激发与发射波长靠得近,激发光拖尾最容易污染 CPL;双棱镜双单色仪的低杂散光是这类弱信号、小位移样品能测出 glum 的必要条件。

适用型号:CPL-300(本型号)

JASCO CPL-300 产品彩页

3 页 · 1.6 MB

  • 产品简介
  • 核心特点(6 项)
  • 典型应用领域(6 类)
  • 主要技术参数(20 项)
  • 测量形态与附件

含双棱镜单色仪光路、PEM 调制原理与四类样品形态的配置说明。

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