荧光是一种光致发光的冷发光现象，当某种常温物质经特定波长的入射光照射时，其分子吸收光能后从其基态跃迁到激发态，并且立即退激发并发出另外一种出射光，原理如图1所示。通常新的出射光的波长比入射光的波长更长，且多处于可见光波段。

GaiaFluo 系列主要由高光谱成像仪、激发光源和暗室环境组成。系统采用高灵敏度、低噪声的 sCMOS 或制冷 InGaAs 探测器，高光谱分辨率、高光通量的光栅光谱仪，配合消色差镜头、内置推扫结构、自动调焦组件和电动快门，实现荧光信号的稳定采集。

激发光源可选氙灯、激光器、LED 等，结合复眼透镜组、激发滤光片、聚焦透镜和反射镜形成均匀激发光场。样品受激后产生荧光发射信号，经前端荧光滤光片抑制激发光干扰后进入高光谱相机，再通过软件完成采集、预处理、分析与建模。

1. 高灵敏度探测：
高效光学系统配合制冷型探测器，适合微弱荧光信号采集。

2. 均匀面阵激发：
激发光覆盖整视野，可降低样品表面局部功率密度，提升图像信噪比。

3. 全视野高光谱成像：
相比单点 Mapping，面阵视野与光谱扫描结合，成像速度更快、信息维度更完整。

4. 多光源兼容：
支持氙灯、532 nm/808 nm 等激光、LED 光源及定制激发方案。

5. 多模式测试：
可开展荧光成像、光致发光、电致发光、反射率成像等测试。

6. 可绝对校准：
可获得光谱绝对强度，支持 EQE、Voc 等器件光电特性研究。

7. 扩展性强：
数据兼容第三方分析软件，并可提供 Windows 系统二次开发支持。

食品检测：芒果

测试芒果样品在添加罗丹明-B荧光试剂，使用氙灯作为激发光源，390nm 的激发滤光片、550nm 的荧光滤光片，利用高光谱荧光系统获取到的荧光图像、荧光光谱；反射图像、反射光谱。

图4 芒果表面添加罗丹明-B 试剂后的荧光图像和荧光光谱

图5 芒果表面添加罗丹明-B 试剂后的反射图像和反射光谱

食品检测：枸杞

不同新鲜度、腐烂变质、硬化等类型枸杞的品质存在差异，能够快速的检测其差异性（例如是否还有化学残留等），利用高光谱成像设备获取不同类型枸杞的荧光图像和光谱信息。

图6 干枸杞类的荧光图片

图7 新鲜& 半新鲜& 腐烂枸杞类

光谱说明：
1、干枸杞荧光信号也分布在455nm 附近，与新鲜枸杞比较，在550nm 附近没有波峰，而且整个光谱都随着新鲜的程度其光谱曲线逐渐下降；
2、干的程度越多，荧光信号越弱；

图 干枸杞类光谱

食品检测：花生

花生在生长及贮藏过程中因环境等因素影响极易感染黄曲霉和寄生霉，其次生代谢产物- 黄曲霉毒素具有强毒性和高致癌、致畸性。对同种的花生颗粒进行检测，并获取不同毒性浓度花生的荧光高光谱图像及光谱信息，为污染黄曲霉素花生的无损在线检测技术研究提供支持。

图 不同毒性浓度花生的荧光高光谱图像

荧光检测- 太阳能电池片品质：

太阳能电池是一种通过光电效应或光化学反应直接把光能转化为电能装置。由于太阳能是一种清洁能源，因此光伏技术近年来备受关注。光伏材料的转换效率随着技术的发展也有了显著的提高。基于高光谱荧光成像系统的设备以其独特的体布拉格光栅滤波片技术，采用革新的二维成像技术，不同于常规的荧光成像设备，这是一款一次性可全视野成像的设备，可快速获得电池的荧光成像，用于研究产品的缺陷、约束条件和光电特性的。

图 太阳能电池荧光高光谱检测

红外二区荧光高光谱检测：

近红外二区(NIR-II) 指的是波长在1000-1700 nm 的近红外光，与荧光成像常用的可见光以及近红外一区相比，近红外二区由于发射波长更长，可显著抑制光在穿透生物组织时的散射以及生物组织自发荧光现象的影响，使探测深度更深、空间分辨率和信噪比更高。因此近红外二区荧光成像技术近年来受到了广泛关注，并得到了快速发展。

图 NIR-II 介观成像结果

备注：中国科学院深圳先进技术研究院郑炜研究员团队与南京大学张蜡宝教授团队合作，成功研制出首台近红外二区荧光介观成像系统，