稀土发光材料-2.ppt

提纲： 镧系元素的光谱项 彩色光的三基色原理 发光材料的发光性能参数 稀土发光材料的光致发光应用 基态光谱项： 光谱项是通过角量子数l、磁量子数m以及它们之间的不同组合。当电子依次填入4f亚层的不同m值的轨道时，组成了镧系基态的总轨道量子数L、总自旋量子数S和总角动量子数J。 4f电子数7 4f电子数≥7 Tb3+：4f8 Eu3+ 4f6 Nd3+ 4f3 牛顿：人眼对彩色光产生亮度和颜色的感觉是一种主观感觉，而不是客观世界的属性。 杨格（英国物理学家）：在人的视网膜中可能存在3种分别对红、绿、蓝色光敏感的感光细胞，由它们感受的混合光刺激产生各种颜色的感觉。 赫姆霍兹：创立了三基色原理。 彩色光基本属性的3个参量 （1）亮度(luminance) 又称明度，是人眼感觉彩色光的明亮程度，它是指与所观察物体明亮程度相对于的视觉特性，亮度感觉是人眼重要的视觉功能。 光源色的亮度反映的是光的强弱，光越强，亮度越高；反之亦然。 （2）色调(color tone) 又称色相，用于表征颜色，色调反映颜色的类别，例如红、绿、蓝就指的是色调。可见光有无数种，即光谱色有无数种，所以也可以认为颜色的色调有无数种；然而，实际上很难用肉眼区分相近波长的单色光的颜色差别。文字所描述不同的颜色，通常是把各种光谱色归纳成有限的几种色调，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。不同波长的可见光呈现出不同的颜色，人眼对不同颜色，及不同波长的光的灵敏度也不相同，色调是彩色光最重要的属性。 照明光源和显示器件的色调取决于光源辐射的光谱成分；而物体的色调则是由照明光源的光谱成分和物体表面的光谱反射（或光谱透射）特性的综合效果来决定。 色调和色饱和度统称为色度，它即说明彩色光的颜色，又说明颜色的深浅。两者要达到一定的差别才能被感知。 亮度给人以光的强弱的感觉。 色调和饱和度则产生的是性质差异的感觉。 各种颜色都可以用以上3个基本属性来表征，只是彩色系列具有完整的3个属性，而黑白系列只有亮度，无色调，色饱和度为零。 两组光谱成分不同的光若使人眼对它们的综合感觉相同，则主观彩色感觉（包括亮度和色度）就相同。 色觉实验研究证明：自然界中几乎所有彩色都可以由三基色组成。 三基色原理对于彩色广播电视的意义尤为重要，它使彩色图像的传播大为简化，只需传三种基本信号，就可以得到变化万千、五彩缤纷的图像。 摄得的光（分解） 红、绿、蓝光信号（光电转换处理） 电视信号（恢复） 三基色 重现发送端的色彩 在照明与显示技术中，对颜色效果的要求越来越高，只用语言无法准确描述颜色，更不能说明相近颜色之间的细微差异。 根据人的视觉特征用数字定量地表示颜色，并用物理方法代替人眼来测量颜色，即CIE色度图。 应用最广泛的是1931-CIE标准色度系统。 国际照明协会（CIE）规定三基色红、绿、蓝的标称波长分别为 R λ=700 nm；G λ=546.1 nm； B λ=435.8 nm； 其中，700 nm是可见光区红色的末端，546.1和435.8 nm是汞蒸气放电的两条谱线。 （2）发光效率（光效） 材料吸收激发能量后将其中百分之多少的能量转变成光，即发光能量与吸收能量之比称为发光效率。分为能量效率和量子效率。 A.量子效率 发光材料发射的量子数N发光与激发时所吸收的量子数N吸收的比值称为量子效率η量。 η量＝N发光/N吸收 量子效率不能反映发光材料在被激发和发光过程中的能量损失，如用354nm光激发某一发光材料时产生550nm绿色发光，其量子效率可高达90％以上，但激发能量却相应损失50％以上。为此还要引入能量效率。 B.能量效率 发光材料的发光能量E发光与吸收能量E吸收之比称为能量效率η能。 η能＝E发光/E吸收 复合型发光材料是通过基质吸收了激发能量，形成电子和空穴，它们沿晶格移动时，可能被陷阱捕获，以及空穴和电子的“无辐射复合”会消耗能量，使能量效率下降。特征型发光材料是发光中心直接吸收能量，发光效率最高。 （3）发光强度 一定面积的发光表面沿法线方向所产生的光强叫发光强度。用I表示 在实际生产或应用中，通常用相对强度来表示发光强度。待测发光材料的发光强度与同样激发条件下测出的作为标准材料强度的比值，就是待测发光材料的相对发光强度。 （4）吸收光谱 反映了光照射到发光材料上，其激发光波长和材料所吸收能量值的关系。 激发光照射发光材料时，一部分光波被反射和散射，一部分光透射，余下的光才被材料所吸收。 Kλ(吸收)