相移法（phase-modulation method）的基本原理由F.Dushinshy提出〔16〕。激發光源是頻率f（即角頻率ω=2πf）強度調製的正弦調製光源：R（t）=R0〔1+αcos（ωt）〕，其中α是幅度的調製。
基本介紹
- 外文名：PSM
- 激發光源：頻率f
- R（t）：R0〔1+αcos（ωt）〕
- tanθ：ωτ
原理,比較,技術,
原理
I（t）=R（t）F（t）
=R0〔1+αcosθcos（ωt-θ）〕。
因此，從上式可知，檢測的螢光信號也是按同樣頻率f調製的，但具有不同的調製幅度和位相延遲θ
——：激發光位相；……：螢光位相；θ：相移角
位相延遲θ可用下式表示：
tanθ=ωτ。（1）
幅度調製率m（即兩個調製幅度的比值）為
m=cosθ=（1+ω2τ2）-1/2，（2）
相移法的缺點是不易獲得多指數或非指數衰減壽命，需要在許多不同頻率處進行重複實驗才能分析多指數或非指數衰減，早期因激發光源調諧頻率單一的原因，使相移法的使用大大受到限制。高重複頻率的脈衝光源同時具有大量的調製頻率，Gratton和Lopez－Delgado〔17〕提出用高重複頻率的脈衝光源代替正弦調製的光源。上面得到的正弦調製光源激發下螢光信號的相移原理同樣適用於激發光中的任何傅立葉成分〔18〕，此時螢光信號的相移和幅度調製有：
tanθn=nω0τ，
mn=〔（1+（nω0τ）2〕-1/2.（3）
其中n表示第n階傅立葉成分，ω0=2πf為基頻。
同步輻射光是典型的高重複頻率（0.5—500MHz）脈衝光源，形狀為高斯型。義大利的ADONE環的同步輻射光脈衝時間間隔為346ns，脈寬FWHM為2ns，其能量譜由間隔為基頻2.88MHz的許多δ函式組成，其外包絡為半寬500MHz（1/2ns）的高斯型，因脈衝寬度和脈衝周期的很大不同，第n階傅立葉成分的強度可與零頻率的強度（即平均值）相比擬，因此可分析高次諧波的相移。這樣，根據（3）式可以測量很短的壽命（亞皮秒量級），而不致嚴重影響信號的探測。義大利的同步輻射裝置ADONE環近年來就是用相移法來測量螢光壽命的。
比較
相移法的突出優點是可能得到皮秒量級時間解析度，但需要足夠的光強以給出具有良好的統計性質的模擬信號。在用同步輻射激發的螢光實驗中，同步輻射經激發單色儀分光後激發樣品，發射光再經過發射單色儀發光後被檢測，即使儀器調到最佳狀態，一般地一次激發後被檢測的光子數僅1—104個/秒。光強很低時，SPC方法的靈敏度優於相移法。對溶液和固體樣品，激發中心與其周圍環境的相互作用是較強的，從而使螢光衰減表現為多指數衰減規律或呈非指數衰減規律，而多指數衰減中可能一個成分比另一個成分強幾個量級，當信號強度在兩個量級範圍內變化時，相移法檢測能保持線性和靈敏度，而SPC方法能在信號強度至少在3個量級內變化時都保持線性回響。相移法只能得到一定發射波長的發光衰減時間（τ）值，不能直接觀察到光譜的變化，不如SPC方法直觀。相移法測量相位延遲或調製率來獲得螢光壽命參數，不需對一定寬度的脈衝和電子學系統的時間回響進行去卷積處理，因此，相移法可以達皮秒量級的時間分辨，而SPC方法在對回響函式去卷積處理後可以獲得50ps量級的時間。
