fpd第二章 发光学基本原理1

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1、第二章发光学基本原理2.12.1发光的含义及主要特征发光的含义及主要特征2.22.2固体的电子状态和光跃迁固体的电子状态和光跃迁2.32.3固体中的杂质，缺陷和复合发光固体中的杂质，缺陷和复合发光2.42.4分立中心的发光分立中心的发光2.52.5发光动力学发光动力学2.62.6能量传递能量传递重点：分立发光中心，发光动力学和能量重点：分立发光中心，发光动力学和能量传递，难点：能量传递机制传递，难点：能量传递机制2.1发光的含义及主要特征一、一、发光的定义发光的定义1.1.发光发光发光发光：是物体内部以某种方式吸收能量转：是物体内部以某种方式吸收能量转化为光辐射的过程。

2、化为光辐射的过程。光辐射：有平衡辐射和非平衡辐射两大光辐射：有平衡辐射和非平衡辐射两大类。类。平衡辐射是炽热体的辐射，又称平衡辐射是炽热体的辐射，又称热辐射热辐射。。注意注意11）并非一切光辐射都称为发光。）并非一切光辐射都称为发光。22）发光只是光辐射的一部分。）发光只是光辐射的一部分。33））通过热而发光的物体称通过热而发光的物体称热辐射体热辐射体--白炽白炽灯灯。。44）自然界一切物体都是热辐射体，只是低）自然界一切物体都是热辐射体，只是低温物体发出的光是红外线，温物体发出的光是红外线，人眼觉察不到。人眼觉察不到。55）发光学研究的主要对象是非平衡辐射的）发光学研

3、究的主要对象是非平衡辐射的发光，又称为发光，又称为冷光冷光（不经过热的阶段，把吸（不经过热的阶段，把吸收能量直接转化为选择性的辐射过程，这种收能量直接转化为选择性的辐射过程，这种辐射出现在热辐射背景上）辐射出现在热辐射背景上）--日光灯日光灯。。非平衡辐射是在外界激发下，电子偏离原来非平衡辐射是在外界激发下，电子偏离原来的平衡态，的平衡态，当电子回到基态时产生光辐当电子回到基态时产生光辐射。射。非平衡辐射发光示意图发光的三个过程(a)(a)没有外界作用时，电子处于基态；没有外界作用时，电子处于基态；(b)(b)原子受到外界激发时，基态的电子吸收能原子受到外界激发时，基态的电子吸

4、收能量跃迁到激发态；量跃迁到激发态；(c)(c)激发态是不稳定的，电子自然要回到基激发态是不稳定的，电子自然要回到基态，如这部分能量以光的形式放出，则形态，如这部分能量以光的形式放出，则形成发光。成发光。非平衡辐射反映发光物质特性。非平衡辐射反映发光物质特性。平衡辐射只与平衡辐射只与温度温度有关，与有关，与物质种类物质种类无无关。关。2.发光的分类按物质形态：气态，固态，液态等。按物质形态：气态，固态，液态等。按物质性质：有机和无机。按物质性质：有机和无机。按激发方式：按激发方式：光致发光（光致发光（PLPL）：）：以紫外线激发物体而发出可见以紫外线激发

5、物体而发出可见光，如日光灯。光，如日光灯。电致发光（电致发光（ELEL））：是用电压或电流施加于物体而：是用电压或电流施加于物体而发光。发光。如发光二极管及薄膜电致发光器件。如发光二极管及薄膜电致发光器件。阴极射线发光（阴极射线发光（CLCL）：）：是用电子束激发物体而发是用电子束激发物体而发光。如示波管，电视显像管。光。如示波管，电视显像管。XX射线发光：射线发光：是用是用XX射线照射而产生的发光。如射线照射而产生的发光。如XX射线增感屏。射线增感屏。3.3.发光的主要应用发光的主要应用发光主要应用于照明，显示和激光。发光主要应用于照明，显示和激光。二、发光的

6、主要特征二、发光的主要特征发射光谱发射光谱：是指发光强度随波长：是指发光强度随波长((或频率或频率))的的变化。变化。E=hE=h==hchc//激发光谱激发光谱：：某一谱线或谱带的强度随激发某一谱线或谱带的强度随激发光波长光波长((或频率或频率))的变化。的变化。激发谱反映不同波激发谱反映不同波长的光激发材料的效果，对激发光谱的研长的光激发材料的效果，对激发光谱的研究对分析发光的激发过程是很有意义的。究对分析发光的激发过程是很有意义的。钱与验钞机。发光的衰减：发光的衰减：当激发停止后，发光并不立即消失，当激发停止后，发光并不立即消失，而能持续一段时间－而能

7、持续一段时间－余辉余辉。。这个持续来自各高能态这个持续来自各高能态的寿命。由于发光过程的不同，持续的发光可以指数的寿命。由于发光过程的不同，持续的发光可以指数式衰减，也可以双曲线式衰减。持续的时间可达几分式衰减，也可以双曲线式衰减。持续的时间可达几分钟，也可是毫微秒。材料因应用场合不同，对衰减快钟，也可是毫微秒。材料因应用场合不同，对衰减快慢要求也不同。慢要求也不同。如：电视机用荧光粉；如：电视机用荧光粉；如：雷达屏用荧光粉；如：雷达屏用荧光粉；如：长余辉用应急指示标志；如：长余