Luminescence — mekanisme dan aplikasi dalam sumber cahaya

Pencahayaan ialah pencerminan sesuatu bahan yang berlaku dalam proses menukarkan tenaga yang diserap olehnya kepada sinaran optik. Cahaya ini tidak disebabkan secara langsung oleh pemanasan bahan.

Mekanisme fenomena ini berkaitan dengan fakta bahawa, di bawah pengaruh sumber dalaman atau luaran, atom, molekul atau kristal teruja dalam bahan, yang kemudiannya mengeluarkan foton.

Bergantung pada tempoh luminescence yang diperolehi, yang seterusnya bergantung pada jangka hayat keadaan teruja, perbezaan dibuat antara luminescence cepat reput dan tahan lama. Yang pertama dipanggil pendarfluor, yang kedua ialah pendarfluor.

Untuk bahan bercahaya, spektrumnya mestilah diskret, iaitu, tahap tenaga atom mesti dipisahkan antara satu sama lain oleh jalur tenaga terlarang. Atas sebab ini, logam pepejal dan cecair yang mempunyai spektrum tenaga berterusan tidak bercahaya sama sekali.

Dalam logam, tenaga pengujaan hanya secara berterusan ditukar kepada haba.Dan hanya dalam julat gelombang pendek logam boleh mengalami pendarfluor sinar-X, iaitu, di bawah tindakan sinar-X, mereka memancarkan sinar-X sekunder.

Mekanisme pengujaan luminescence

Terdapat mekanisme yang berbeza untuk pengujaan luminescence, mengikut mana terdapat beberapa jenis luminescence:

• Photoluminescence — teruja oleh cahaya dalam julat yang boleh dilihat dan ultraungu.

• Chemiluminescence - disebabkan oleh tindak balas kimia.

• Cathodoluminescence — teruja oleh sinar katod (elektron pantas).

• Sonoluminescence teruja dalam cecair oleh gelombang ultrasound.

• Radioluminesensi — teruja dengan sinaran mengion.

• Triboluminescence teruja dengan menggosok, menghancurkan, atau mengasingkan fosfor (pelepasan elektrik antara serpihan bercas), dan dalam kes ini cahaya nyahcas merangsang fotoluminesensi.

• Bioluminescence ialah cahaya organisma hidup, dicapai oleh mereka secara bebas atau dengan bantuan peserta lain dalam simbiosis.

• Electroluminescence — teruja oleh arus elektrik yang melalui fosfor.

• Candoluminescence ialah cahaya bercahaya.

• Thermoluminescence teruja dengan memanaskan bahan.

Penggunaan luminescence dalam sumber cahaya

Sumber cahaya bercahaya adalah mereka yang cahayanya berdasarkan fenomena pendaran. Jadi semua lampu nyahcas gas adalah sumber sinaran pendarfluor dan campuran. Dalam lampu photoluminescent, cahaya dicipta oleh fosfor yang teruja oleh pelepasan nyahcas elektrik.

LED putih biasanya berdasarkan kristal InGaN biru dan fosfor kuning.Fosfor kuning yang digunakan oleh kebanyakan pengeluar adalah pengubahsuaian garnet yttrium-aluminium yang dialoi dengan serium trivalen.

Spektrum pendarfluor fosfor ini mempunyai ciri panjang gelombang maksimum dalam kawasan 545 nm. Bahagian gelombang panjang spektrum mendominasi bahagian gelombang pendek. Pengubahsuaian fosfor dengan penambahan galium dan gadolinium memungkinkan untuk mengalihkan maksimum spektrum ke kawasan sejuk (gallium) atau ke kawasan panas (gadolinium).

Berdasarkan spektrum fosfor yang digunakan dalam LED Cree, sebagai tambahan kepada yttrium-aluminium garnet, fosfor dengan pelepasan maksimum yang dialihkan ke kawasan merah ditambah kepada fosfor LED putih.

Dalam perbandingan dengan lampu pendarfluorFosfor yang digunakan dalam LED mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang, dan penuaan fosfor terutamanya ditentukan oleh suhu. Fosfor biasanya digunakan terus pada kristal LED, yang menjadi sangat panas. Faktor lain yang mempengaruhi fosforus mempunyai kesan yang kurang ketara pada hayat perkhidmatannya.

Penuaan fosfor membawa bukan sahaja kepada penurunan kecerahan LED, tetapi juga kepada perubahan dalam naungan cahaya yang terhasil. Dengan kemerosotan ketara fosfor, warna biru pendaran menjadi jelas kelihatan. Ini disebabkan oleh perubahan sifat fosfor dan fakta bahawa spektrum mula menguasai pelepasan dalaman cip LED. Dengan pengenalan teknologi lapisan terpencil fosforus, pengaruh suhu pada kadar degradasinya berkurangan.

Aplikasi lain pendarfluor

Fotonik terutamanya menggunakan penukar dan sumber cahaya berdasarkan electroluminescence dan photoluminescence: LED, lampu, laser, salutan bercahaya, dsb. — ini adalah tepat medan di mana luminescence digunakan secara meluas.

Selain itu, spektrum luminescence membantu saintis dalam mengkaji komposisi dan struktur bahan. Kaedah luminescence memungkinkan untuk menentukan saiz, kepekatan dan taburan spatial nanozarah, serta jangka hayat keadaan teruja pembawa cas bukan keseimbangan dalam struktur semikonduktor.

Meneruskan thread ini:Pemancar elektroluminescent: peranti dan prinsip operasi, jenis