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荧光粉的(简介,激发,基本性质)

Release Time:2021-05-11

荧光粉的简介
荧光粉是能发光的物质。大多数情况下,该术语用于技术上使用的物质,如照明和显示器,在需要可见光的地方。荧光粉主要包含一种被动的(不发光的)介质,其中加入某种浓度的活化剂物质。在大多数情况下,激活剂是稀土或过渡金属离子,通常,一个在冒号后表示掺杂剂,例如Y3Al5O12:Ce。对掺杂浓度进行优化,使激发光获得足够小的吸收长度,但同时不会对辐射光产生过度的重吸收,也不会因能量转移过程而产生实质性的猝灭。
人们越来越多地避免使用各种有毒元素,如铍、镉和铊。主体物质通常是具有足够大带隙的电介质或半导体材料。有时,加入另一种掺杂剂来减少余辉。荧光粉通常以细粉体的形式提供,这些细粉体由具有适当控制粒径范围的晶体组成。例如,led和激光二极管中的半导体通常不被称为荧光粉,尽管它们也会发光。最近,有机荧光粉已经被证明,但到目前为止,一直主要使用的是无机荧光粉。许多不同的磷光物质可以用国际公认的“P”数字系统来标记。例如,基于银活化锌镉硫化物的P4荧光粉已用于黑白电视机,还有一种含铜和铕的无镉版本。绿色P10和其他长余辉荧光粉用于雷达屏幕。绿色P31具有更快的荧光衰减,可用于示波器。
由于荧光粉通常具有大量的光吸收,它们被用在相对较薄的层中,这样大部分的发光光就可以逃脱并被使用。然而,一些有限的厚度需要获得足够的吸收光或电子用于激发荧光粉。荧光粉的发射基本上是全方位的,但有时至少是部分定向的,因为有反射金属电极层。

荧光粉的激发
一般来说,荧光粉的发光与激发态能量的释放有关,激发可以通过不同的物理机制来实现:其中一些是由高能量自由电子激发的。发射过程称为阴极发光,可以认为是电致发光的一种形式。在许多其他情况下,激发是由入射光引起的,入射光可以是可见光或紫外光。这种发射被称为光致发光,或者更具体地说是荧光或磷光,取决于衰减时间。虽然术语磷光体似乎表明它产生磷光,但实际上它在大多数情况下是荧光,但往往不是特别短的衰减时间,典型的时间尺度在微秒到毫秒之间。在少数情况下,利用的是放射发光。

荧光粉的基本性质
相当多的不同性质可以与使用的荧光粉相关:
※发光光谱的形状决定了颜色的外观。
※发光效率决定了在给定的激发水平下外观的亮度。它可以通过各种猝灭机制降解,例如,涉及晶体缺陷、表面效应或杂质。即使是相同类型的荧光粉,它也会有很大的不同,这取决于制造细节。
※荧光粉可以针对不同的激发机制进行优化(见上文)。
※有限的寿命(见下)也可以在很大程度上取决于荧光粉的类型和操作条件。
※在真空中使用的荧光粉应表现出较低的排气率。

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