发光材料光发射
发光原理实验指导书
电子科技大学光电信息学院本科教学实验指导书（实验）课程名称：发光原理基础电子科技大学教务处制表实验一、材料的光致发光研究一、 实验目的：1、 了解发光材料的激发和发射过程2、 掌握用荧光分光光度计测量发光材料激发光谱和发射光谱的测量方法 二、 实验原理：发光材料在人们的日常生活和生产实践中得到了越来越广泛的应用，适当的材料吸收高能辐射后，接着就发出光，其发射出的光子能量比激发辐射的能量低。
具有这种发光行为的物质就称为发光物质。
发光物质在将某种形式的能量转化为电磁辐射时，仅伴随极少量的热辐射，因此与热辐射发光具有本质的区别。
发光材料由基质和激活剂（发光中心）组成，例如典型的发光物质Al 2O 3：Cr 3+和Y 2O 3：Eu 3+，它们的基质分别为Al 2O 3和Y 2O 3，激活剂分别为Cr 3+和Eu 3+。
发光物质可以被多种形式的能量激发，紫外或可见光激发荧光粉发光的光致发光，激发光的波长可以改变，很容易的知道辐射能在激发什么和激发哪里。
正因为如此，研究材料的激发光谱、发射光谱成为发光材料研究的重要手段。
发光物质的发光过程中的光吸收、辐射跃钱、无辐射跃迁、能量传输等主要过程可以用位形坐标模型来进行解释。
图1为孤立发光中心的位形坐标模型，下部那条抛物线g 表示系统处于最低能态即基态时的能量与位形的关系。
抛物线的最低点表示离子处于平衡位置时的能量。
若将金属离子与配位体当作一个谐振子，其振动总能量为ν )21v (Ev +=，其中，v 是谐振量子数，v=0，1，2，…正整数；ν是谐振子的振动频率。
在绝对零度时，在最低振动能级0v 时系统最有可能处在R 0点。
发光中心占据基态最低振动能级，中心离子周围的配位体在距中心大约为R 0的位置上作平衡振动。
在较高温度下，也可占据较高的振动能级。
上述关于基态的论述同样适用于激发态，只是具有不同的平衡位置和键力常数。
在图1中上部那条抛物线e 就表示系统处于激发态时的情况，它的抛物线位移了ΔR 。
荧光的发光原理
荧光的发光原理荧光是一种非常特殊的现象，它可以让物体在黑暗中发出柔和的光芒。
这种现象的产生与荧光分子的特殊性质有关，下面我们来详细了解一下荧光的发光原理。
一、荧光分子的特性荧光分子是一类具有特殊能力的分子，它们可以吸收能量并将其转化为电子的激发态。
当荧光分子处于激发态时，它们会变得非常不稳定，因为这些电子会很快失去激发态并返回基态。
在这个过程中，荧光分子会释放出能量并发出光。
荧光分子的这种特殊性质是由它们的电子结构决定的。
荧光分子通常由一个芳香环和一个或多个侧链组成。
这些侧链可以是任何类型的，例如氨基、羧基、硝基等。
芳香环中的电子可以被侧链吸引，形成共轭体系。
这种共轭体系可以允许电子在分子内自由移动，并吸收和释放能量。
二、荧光的激发和发射荧光的发光过程可以分为两个步骤：激发和发射。
激发是指荧光分子吸收外部能量并进入激发态的过程。
这个过程可以通过光、电子或其他形式的能量来实现。
当荧光分子被激发时，它们会进入一个高能态，这个高能态非常不稳定，并且只能短暂存在。
发射是指荧光分子从激发态返回基态并释放出能量的过程。
在这个过程中，荧光分子会放出一个光子，并且返回到一个低能态。
这个光子的能量通常比激发荧光分子所吸收的能量要低，因此荧光是一种低能光。
三、荧光的颜色和强度荧光的颜色和强度取决于荧光分子的结构和环境。
不同的荧光分子吸收和发射的光的波长不同，因此它们会产生不同的颜色。
强度则取决于荧光分子的浓度和光源的强度。
荧光的颜色可以通过改变荧光分子的结构来调节。
例如，可以通过改变侧链的类型和数量来调节荧光分子的颜色。
荧光分子的环境也可以影响荧光的颜色和强度。
例如，荧光分子在不同的溶剂中会有不同的发光行为。
四、应用荧光的发光原理被广泛应用于生物学、化学、材料科学等领域。
在生物学中，荧光被用于标记生物分子，例如蛋白质、DNA和细胞。
这些标记可以用于研究生物分子的结构和功能，以及疾病的诊断和治疗。
在化学中，荧光被用于检测化学反应的进程和结果。
荧光粉发光原理
荧光粉发光原理荧光粉是一种具有发光性质的物质，在各种发光产品中都有广泛的应用，比如荧光灯、荧光笔、荧光涂料等。
那么，荧光粉是如何实现发光的呢？接下来，我们将深入探讨荧光粉的发光原理。
荧光粉的发光原理主要涉及激发和发射两个过程。
首先，当外部能量（如紫外线、蓝光等）作用于荧光粉时，激发了荧光粉内部的电子，使得电子跃迁至激发态。
在这个过程中，荧光粉吸收了外部能量，电子被激发到一个较高的能级。
随后，激发态的电子会迅速退激至基态，这个过程称为荧光发射。
在这个过程中，电子释放出之前吸收的能量，并以光子的形式发射出来。
由于荧光粉的分子结构和成分不同，因此发射的光子具有不同的波长，从紫外光到可见光再到红外光都有涉及。
荧光粉的发光原理可以用一个简单的能级图来描述。
在能级图中，可以看到荧光粉的基态和激发态之间存在能隙，激发态的电子在退激至基态时释放出光子能量。
而不同的荧光粉则有不同的能隙大小，因此发射的光子波长也不同。
除了激发和发射过程外，荧光粉的发光还受到晶格结构、杂质离子等因素的影响。
比如，掺杂不同的离子可以改变荧光粉的发光颜色，通过调控杂质离子的种类和浓度，可以实现不同颜色的荧光发光效果。
总的来说，荧光粉发光的原理是通过外部能量激发内部电子，使得电子跃迁至激发态，随后电子退激至基态并释放出光子能量。
荧光粉的发光颜色受到分子结构、能隙大小、晶格结构等因素的影响，因此可以实现多种不同颜色的发光效果。
在实际应用中，荧光粉的发光原理为各种发光产品的制造提供了技术支持，同时也为科学研究提供了重要的实验手段。
通过深入理解荧光粉的发光原理，我们可以更好地利用这一特性，开发出更加高效、环保的发光产品，推动发光材料科学的发展。
综上所述，荧光粉的发光原理涉及激发和发射两个过程，同时受到分子结构、能隙大小、晶格结构等因素的影响。
深入理解荧光粉的发光原理，对于发光材料的研究和发展具有重要意义。
希望本文能够为读者提供关于荧光粉发光原理的基本认识，同时也能够激发更多人对发光材料科学的兴趣和研究。
发光材料
1.2固体发光的两个基本特征
（１）任何物体在一定温度下都具有平衡热辐射，而发光是指吸收外来能量后，发出的总辐射中超出平衡热辐射的部分。
（２）当外界激发源对材料的作用停止后，发光还会持续一段时间，称为余辉。这是固体发光与其他光发射现象的根本区别。
1.3发光材料的主要分类
发光材料的发光方式是多种多样的，主要类型有：光致发光、阴极射线发光各种类型激发作用下能产生光发射的材料。主要由基质和激活剂组成，此外还添加一些助溶剂、共激活剂和敏化剂。基质是发光材料的主要组分，约占重量的90％以上。单一或混合的化合物都可作基质。混合基质常使用具有同一晶型的物质，如 ZnS·CaS、CaS·SrS等。激活剂对基质起激活作用，并形成发光中心，其重量约占基质 1 ／ 1000～1／10000，甚至1／100000。周期表中大多数元素都可做激活剂，常用的有 Cu、Mn、Au等。助溶剂的作用是，在制备发光材料时，使激活剂容易扩散到基质晶格中而形成发光中心，同时还起保护气氛作用，其掺入量约占配料的2％～5％。常用的助溶剂主要为各种盐类，如LiCl、KCl、CaF2等。共激活剂用于与激活剂协同激活基质，用量与激活剂相当。敏化剂用于增强材料发光，并能把吸收的能量传递到激活剂，从而提高发光效率。
发光材料的基本特性和应用
发光材料的基本特性和应用发光材料是一类具有特殊发光性质的材料。
它们能够在光激发下，通过激发态的激光能够使材料发生较强的光发射。
随着光学和光电学技术的不断发展，发光材料在光电领域中的应用也越来越广泛。
发光材料的基本特性1. 发光原理发光材料能够在外界激发下，从能级较高的激发态跃迁到能级较低的基态，释放出能量。
这个过程中可以通过幅射或非幅射的方式进行，而总的效果是将激发态的能量转化为光发射。
发光材料的发光原理种类较多，在具体应用时需要根据材料的性质和作用场景选择合适的原理。
2. 发光颜色发光材料的发光颜色取决于其所处的能级状态，即材料的电子能带结构。
通常情况下，发光材料的发光颜色与其原子、分子等基本成分密切相关。
例如，红色的荧光材料常常来源于草酸根式的阳离子，而绿色的荧光材料则常常来源于镉硫化物等。
3. 发光效率发光材料的发光效率是评价其性能的一个指标。
一般来说，发光效率越高的材料，其发光亮度就越大。
为了提高发光效率，人们通常会对发光材料进行各种改性，比如加入掺杂物、改变结构等。
发光材料的应用1. LED照明LED（Light Emitting Diode）是当前比较常见的照明方式之一。
它利用半导体材料发光的特性，通过多种工艺制成各种形状和颜色的光源，广泛应用于室内、道路照明以及各种装饰灯具等领域。
2. 显示技术发光材料在显示技术中的应用也比较广泛。
例如，在带有发光背景板的液晶电视机和电子书阅读器中，发光材料用来形成底层光源，提供较强的背光照亮。
3. 光电器件发光材料还可以用于制备各种光电器件。
例如，发光二极管（LED）可用于光纤通信、宽带接入、军工雷达等行业，以及荧光粉、荧光玻璃等材料也被应用于指示灯、计数器、高亮度壁画、高温液体液位显示等领域。
4. 生物医疗在生物医疗领域，发光材料也被广泛应用。
例如，用于生物标记实现免疫分析、诊断分子生物学等分析方法；分析、诊断和治疗人类疾病等。
综上所述，发光材料具有独特的性能和应用优势，是现代光电技术和光电学领域中不可或缺的重要组成部分。
led纳米发光材料
led纳米发光材料
LED纳米发光材料是指应用于LED（Light Emitting Diode）器件中的纳米级材料，用于产生和调控光的发射。
以下是一些常见的LED纳米发光材料：
1. 量子点（Quantum Dots）：量子点是具有纳米尺寸的半导体颗粒，具有特殊的光学和电学性质。
它们可以通过调整其大小和组成来实现不同波长的发光，因此被广泛用于提高LED的色彩品质和效率。
2. 纳米荧光材料（Nanophosphors）：纳米荧光材料是一种能够吸收并重新辐射可见光的材料。
它们可以用于改善LED的发光效率、增强亮度和色彩饱和度。
3. 纳米线（Nanowires）：纳米线是直径在几十到几百纳米范围内的细长结构，可以作为LED的主动发光层。
纳米线具有高表面积和优异的光学特性，可以提供高效的光发射和收集。
4. 二维材料（Two-dimensional Materials）：包括石墨烯、过渡金属硫化物等。
这些材料具有独特的光学和电学性质，
可以用于改善LED的效率和色彩品质。
这些纳米发光材料在LED技术中起着关键作用，能够帮助提高LED器件的亮度、色彩准确性和能效。
随着纳米技术的不断发展，LED纳米发光材料还将继续进化和创新，为LED 照明和显示领域带来更多的突破和应用。
vcsel和led发光原理
VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）和LED（Light-Emitting Diode）都是常见的光电器件，用于发射光信号。
它们的发光原理有所不同。
1. VCSEL（垂直腔面发射激光器）：VCSEL 是一种半导体激光器，采用垂直结构设计。
它由多个半导体材料层构成，其中心腔层被夹在两个反射镜之间。
当电流通过 VCSEL 时，电子和空穴被注入到中心腔层，产生载流子复合并释放能量。
这个过程称为电子与空穴的复合再辐射。
由于腔层被设计为垂直结构，光束可以垂直地从 VCSEL 的表面发射出来。
VCSEL 通常以单频或多模式发射光线。
2. LED（发光二极管）：LED 是一种半导体器件，当电流通过正向偏置的二极管时，LED 发射可见光。
LED的发光原理基于电子与空穴的复合效应。
当电流流过正向偏置的 PN 结时，电子从 N区域跃迁到P 区域，与空穴发生复合，释放出能量。
这个能量以光子的形式发射出来，产生可见光。
总结起来，VCSEL 是一种激光器，利用电子与空穴的复合再辐射产生的光放大和共振效应，从垂直方向发射出激光光束。
而 LED 是一种发光二极管，利用电子与空穴的复合释放能量，产生可见光。
两者在光源应用中有所不同，VCSEL 更适用于高速通信、光传感和光雷达等领域，而 LED 常用于照明、指示灯和显示屏等应用。
针对VCSEL和LED的发光原理，我来更加详细地解释一下。
1. VCSELVCSEL是一种垂直腔面发射激光器。
它的结构是由多个不同材料构成的多层结构。
中心腔层被夹在两个反射镜之间。
这些反射镜由多个半波长厚度的高折射率的材料层（通常是两种互相接壤的半导体材料）组成，使得光线可以在这些层之间反弹多次，形成共振腔。
当电流通过VCSEL时，电子和空穴被注入到中心腔层，产生载流子复合并释放能量。
这个过程称为电子与空穴的复合再辐射。
由于腔层被设计为垂直结构，光束可以垂直地从VCSEL的表面发射出来。
光致发光的基本原理及应用意义
光致发光的基本原理及应用意义1. 基本原理光致发光（Photoluminescence）是一种物质在光照射下产生并发射光的现象。
其基本原理可以归结为以下几点：•光激发：物质受到光的激发，电子从低能级跃迁到高能级，吸收光能并处于激发态。
•衰减：被激发的电子在激发态停留的时间很短，一般为纳秒级别，随即跃迁回到低能级，释放能量。
•发射：能量释放时，电子跃迁会产生辐射，发射出光。
2. 应用意义光致发光在许多领域具有重要的应用意义，主要包括以下几个方面：2.1 光电器件光致发光技术被广泛应用于光电器件的研究与制造中。
比如，光致发光二极管（LED）利用电流驱动来产生光，其原理就是通过载流子在半导体材料中复合跃迁产生光致发光。
光致发光的原理也被应用于激光器、太阳能电池等光电器件的研究与制造中。
2.2 材料研究光致发光被广泛应用于材料研究中的光学材料表征。
通过测量材料的发光光谱，可以了解材料的能带结构、能带宽度等信息。
这对于材料的性能评估和优化具有重要意义。
例如，在荧光材料研究中，光致发光用于评估材料的荧光效率、发光寿命等关键参数。
2.3 生物医学应用光致发光技术在生物医学领域有着广泛的应用。
通过将光敏剂注射到体内，然后利用光激发敏感区域产生荧光，可以进行细胞、组织和器官的成像。
这对于疾病的诊断与治疗具有重要意义。
此外，光致发光还被应用于光动力疗法、光学成像等领域。
2.4 安全与防伪光致发光技术在安全与防伪领域有着广泛的应用。
在防伪标签和证件制造上，通过添加荧光材料可以产生特殊的发光效果，使得伪造难度增加。
另外，通过利用光致发光材料的特殊光谱特性，可以对商品和证件进行真伪鉴别。
3. 总结光致发光作为一种重要的光学现象，其基本原理和应用意义值得深入研究和探索。
在光电器件、材料研究、生物医学应用和安全防伪等领域，光致发光技术已经得到广泛应用并取得了显著的成果。
随着技术的不断进步和创新，相信光致发光技术将在更多领域发挥出重要的作用。
发光材料的原理及其应用
发光材料的原理及其应用1. 引言发光材料是一种能够发射光的特殊材料，其广泛应用于照明、显示、传感器等领域。
本文将介绍发光材料的基本原理以及其在不同领域的应用。
2. 发光材料的原理发光材料的发光原理基于激发态电子由高能级跃迁到低能级时释放能量的过程。
其原理主要分为以下两种：2.1 荧光发光原理荧光是一种吸收光能后，经过分子或晶体内能级跃迁，释放出与激发光波长不同的光。
其原理可以简述如下：•第一步：荧光材料吸收光能，使得分子或晶体内的电子跃迁到高能级。
•第二步：经过短暂停留，吸收的光能以非辐射的形式释放。
•第三步：释放的光能波长通常比吸收的光波长长。
2.2 磷光发光原理磷光是一种电子受到激发后，能级上升至激发态，然后从激发态经过热点(陷入淬灭相位)的介质回到基态时释放出的光。
其原理可以简述如下：•第一步：磷光材料通过吸收能量，使得电子处于激发态。
•第二步：电子经过热点介质的散射和能级变化，最终返回基态，并放出光子。
3. 发光材料的应用发光材料具有广泛的应用领域，以下列举了其中的几个主要应用：3.1 照明领域•荧光灯：荧光物质在电流的作用下放电，并产生长波紫外线，然后通过磷光粉的荧光效应转化为可见光。
•LED照明：LED使用半导体固体发光材料，其电子直接跃迁从能带顶部辐射光。
•OLED显示器：OLED使用有机发光材料，能够发射各种颜色的光，并具有高对比度、高亮度等优点。
3.2 显示技术•液晶显示器：液晶显示器通过LED背光源发光，然后通过液晶层调节光的透过性来实现图像显示。
•显微镜：荧光显微镜利用荧光材料的特性，在样品中加入荧光染料，然后对样品进行照射，荧光染料会发出荧光信号，从而成像。
•光纤显示器：光纤显示器利用在光纤中注入荧光材料的方法，通过光纤传输光信号，并在另一端发光。
3.3 传感器•光电传感器：光电传感器利用荧光材料的特性，通过荧光材料与外界光的相互作用来检测光的强度及频率等。
•温度传感器：一些温度传感器可以将温度变为光的强度，通过检测荧光材料发射光的强度来测量温度。
屏幕发光原理
屏幕发光原理随着科技的不断进步，屏幕已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
无论是电视、电脑还是手机，都离不开屏幕的存在。
那么，屏幕是如何发光的呢？本文将从物理角度解析屏幕发光的原理。
一、发光原理屏幕的发光原理主要有两种：发射光和反射光。
发射光是指屏幕自身发出的光线，而反射光则是指屏幕表面反射的光线。
1. 发射光原理发射光主要是由屏幕内部的发光材料产生的。
在屏幕的后面，有一种叫做荧光物质的材料，它可以被激发产生发光。
在电视和电脑屏幕中，这种荧光物质被称为发光二极管（LED），而在手机屏幕中，则是有机发光二极管（OLED）。
当电流通过LED或OLED时，发光材料内的电子会跃迁到一个高能级，然后再回到低能级的过程中，会释放出能量。
这些能量以光的形式发出，从而形成了发射光。
2. 反射光原理反射光是指来自外部的光线照射到屏幕表面后，被屏幕表面反射出来的光线。
屏幕表面一般都有一层特殊的材料，称为反射层。
这层材料的作用是让屏幕能够反射出更多的光线，提高屏幕的亮度。
反射层一般是由金属或者金属氧化物制成的。
当光线照射到反射层上时，会被屏幕表面反射出来，从而形成反射光。
二、屏幕类型根据发光原理的不同，屏幕可以分为LCD、LED和OLED三种类型。
1. LCD屏幕LCD全称为液晶显示器（Liquid Crystal Display），它是一种利用液晶分子的光学特性来显示图像的屏幕。
在LCD屏幕中，发射光主要是由背光源产生的。
背光源可以是冷阴极灯（CCFL）或者LED。
在LCD屏幕中，背光源会发出光线，并经过液晶分子的调控，通过控制液晶分子的旋转状态来控制光线的透过程度，从而显示出不同的颜色和亮度。
2. LED屏幕LED屏幕是指由发光二极管（LED）组成的屏幕。
在LED屏幕中，每一个像素点都由一个LED组成，通过控制LED的发光与否，来显示图像。
LED屏幕的发光原理与LCD屏幕不同，LED屏幕是直接利用LED发出的光线来显示图像，而不需要背光源。
空心阴极原理
空心阴极原理
空心阴极是一种新型的发光材料，它具有较高的亮度和较长的使用寿命，因此在显示技术领域具有广泛的应用前景。
空心阴极的发光原理主要是利用电子轰击激发荧光物质产生光致发射，下面我们将详细介绍空心阴极的发光原理。
首先，空心阴极发光的基本原理是利用电子轰击激发荧光物质产生光致发射。
当电子被加速后，撞击到荧光物质表面时，会激发荧光物质的原子或分子，使其处于激发态。
在激发态下，原子或分子会发生跃迁，返回基态时释放出光子，从而产生可见光。
这种光致发射的原理是空心阴极发光的基础。
其次，空心阴极的发光原理还涉及到电子的产生和加速。
空心阴极中通常包含一个加速电极和一个荧光物质层，当加速电压加到一定程度时，阴极表面的电子会被加速，形成高速电子束。
这些高速电子束在撞击到荧光物质表面时，就会激发荧光物质产生光致发射。
因此，电子的产生和加速是空心阴极发光原理中不可或缺的一部分。
最后，空心阴极的发光原理还与荧光物质的选择和设计有关。
不同的荧光物质具有不同的发光特性，因此在空心阴极的设计中需要选择合适的荧光物质，以获得所需的发光效果。
同时，荧光物质的厚度、形状和分布也会影响空心阴极的发光效果，因此需要进行合理的设计和优化。
综上所述，空心阴极的发光原理是利用电子轰击激发荧光物质产生光致发射，其中包括电子的产生和加速以及荧光物质的选择和设计。
通过对空心阴极发光原理的深入理解，可以为其在显示技术领域的应用提供理论支持和技术指导，推动其在显示技术领域的进一步发展和应用。
发光材料种类和作用
第九章 发光材料
§9.2 光致发光材料
二、磷光材料 2、稀土三基色荧光粉 （1）红粉 在提高材料性能上，加入一定量的 La、Gd、Ta、 Nb 等元素，或者氧化物（如In2O3、GeO2等）可提高其发 光亮度和稳定性。 加入一定量的硼酸盐，在降低材料的烧结温度条件 下，仍可使材料的发光亮度提高。 在 新 的 红 粉 探 索 研 究 上 有 ： YVPO4·BO3:Eu3+、 InYBO3:Eu3+ 、 LaMgB5O10:Eu3+、LaSiO3·(FCl):Eu3+、 Ba2(Gd2-xYx)(Si4-yGey)O13:Eu3+等。
发光材料种类和作用
发光材料的种类繁多，应用广泛。按激发方式发 光材料可以分为（5类）：
（1）光致发光材料：发光材料在光（通常是紫外 光、红外光和可见光 ）照射下激发发光。
（2）电致发光材料：发光材料在电场或电流作用 下的激发发光。
（3）阴极射线致发光材料：发光材料在加速电子 的轰击下的激发发光。
（4）热致发光材料：发光材料在热的作用下的激 发发光。
第九章 发光材料
§9.2 光致发光材料
二、磷光材料 基质： 用作基质的有第Ⅱ族金属的硫化物、氧化物、硒化
物、氟化物、磷酸盐、硅酸盐和钨酸盐等，如 ZnS、BaS、 CaS、CaW03、Y3Si03、Ca3(P04)2、Zn-Si03。
激活剂： 用来作激活剂的是重金属。 所用的激活剂可以作为选定的基质的特征。不是所 有的重金属都可以用来激活选定的基质。 例如：对ZnS、CdS而言，Ag、Cu、Mn是最好的激活 剂。
界因素的影响下才发光，叫 受迫发光。
第九章 发光材料
§9.1 材料的发光机理
一、材料的发光机理
双发射有机发光材料
双发射有机发光材料
双发射有机发光材料是一种新型的有机发光材料，具有同时发射两种不同波长的光的能力。
这种材料可以用于制备高效的有机发光二极管(OLED)显示器和照明设备。
双发射有机发光材料的工作原理是通过调节分子结构中的取代基和共轭体系来控制其能级结构和发光颜色。
一般来说，这种材料的分子结构中包含有两个或多个不同的发光单元，每个发光单元都可以独立地发射不同波长的光。
例如，一个分子可以同时包含有荧光染料和磷光化合物，它们分别发出蓝光和红光，从而实现了双发射的效果。
与传统的单发射有机发光材料相比，双发射有机发光材料具有更高的发光效率和更好的色纯度。
此外，由于它可以同时发射两种不同波长的光，因此可以实现更复杂的显示和照明效果，如白色光源、彩色显示屏等。
目前，双发射有机发光材料的研究还处于起步阶段，但已经取得了一些重要的进展。
未来随着技术的不断发展和完善，相信这种新型材料将会在OLED显示器和照明领域发挥越来越重要的作用。
发光材料的三重态
发光材料的三重态发光材料是一种在受到光或电子激发时会发出能量的材料。
在有机发光材料中，分子的三重态是一种非常重要的物理现象。
普通的有机分子在受到光激发后，电子会从基态跃迁至激发态，进入到分子的第一激发态。
通常情况下，这个激发态会非常快地从第一激发态退回到基态，释放出一个激发态能量的光子。
这种现象称为单态发射。
然而，在一些特殊的有机分子中，电子退回到基态的过程并不是直接的，而是经历了一个中间态——三重态的形成。
在三重态过程中，电子进入了分子的第一个激发态并继续跃迁到第二个激发态，形成第一个三重态。
这种跃迁过程需要消耗能量，所以在通过单态发射释放出的光子能量下，无法发射三重态的光子。
只有在分子受到高能激发，如电子碰撞或较高能量的光照射时，分子可以进入到三重态并发射出能量较高的光子，这种现象称为三重态发射。
三重态发射的光子能量相对较高，可以被肉眼直接观察到，而且发射的光子经常是荧光的。
这是因为在一些有机发光材料中，电子从三重态返回到基态需要时间比较久，所以发射的光子会在分子中反复弛豫，并且释放出较长的荧光。
三重态现象在有机发光材料中非常常见，而且可以通过化学方法来调控该过程。
通过构建含有能够有效促进三重态形成的基团，调控分子的结构和电子的能级分布，可实现有机分子的红、绿、蓝三基色的发射。
总的来说，三重态在有机发光材料中拥有重要的作用，同时也为材料科学的研究提供了新的思路。
在未来的研究中，发射好的三重态发射材料将成为新一代具有高效荧光性能、发射光谱宽、自发辐射寿命长、易制备和加工等特点的多彩纳米光电材料。
led发光原理
led发光原理LED（发光二极管）即电子器件由二极管组成，采用发光材料和特殊的封装结构实现了特定频率和角度的灯光发射，是20世纪80年代最新发明的电子器件，在未来的日子里必将广泛应用。
LED具有发光、安全、冷却、高效等优点，可用于汽车灯、显示屏、照明、标志等。
LED发光原理LED发光原理与普通二极管的发射原理类似，即电子从导体中流动到介质中，由于导体和介质的能带差异，一些电子跳过介质的能带，在暗空的热释光中，电子的跳跃会产生光子，这就是LED发光的原理。
LED材料LED由两种基本材料构成，一是发光材料，一是封装结构。
发光材料可用金属半导体（SiC）、晶体硅（Si）、化学气相沉积硅（CVD Si）、热熔硅（PAD Si）、半导体纳米粒等材料形成。
封装结构主要有：封装板、支架、洞、电化铝、支线、阴、阳极、硅热变形胶和金属封装等。
LED特性LED以无毒、无污染的特性受到世界的关注，LED的发光特性具有可见短波长发射、可控制强度，光色可以变化，耐受高压、耗能少，发光强度可以控制，寿命长，可靠性高，效率高，发光均匀，发光面积小等特点，使LED在汽车灯、通信、显示屏和照明等相关领域受到极大的关注。
LED的应用一般的LED可以用于汽车前灯，警示灯，公共汽车安全灯，移动电话键盘灯，数字显示屏，音响指示器，抬头灯，电子表，家用电器，流动电话屏幕，计算机键盘，外观装饰灯，枪支瞄准准心等应用领域。
LED的开发LED在应用上有无穷的可能，但仍然有一些尚待解决的技术难题，如发光材料性能优化，降低发射波长和寿命的问题，提高发光效率的问题等。
随着科技的进步，研究人员正在不断努力开发和完善LED，以满足不同应用的需求。
通过上述介绍，我们了解到，LED发光原理是由于导体、介质的能带差异等造成的，并且LED的发光具有无毒、无污染、可见短波长发射、可控制强度，光色可变等特性，将应用于汽车灯、显示屏、照明、标志等领域，而未来研究人员还要尽最大努力改善LED的发光效果，使LED能够更好的适用于不同的应用场合。
荧光石发光的原理是啥意思
荧光石发光的原理是啥意思荧光石是一种人工合成的材料，它能够在暗处或低光环境中发出长时间的荧光，使其表面呈现出亮绿色或其他颜色。
荧光石发光的原理是基于荧光现象，即荧光材料在受到激发后发出可见光的能力。
下面我将详细解释荧光石发光的原理。
荧光石的发光原理主要包括荧光激发和荧光发射两个过程。
首先，在暗处或低光环境下，荧光石表面的激发源（如紫外线、蓝光等）照射到荧光石上，使得荧光石内的电子被激发到高能级。
这个过程称为荧光激发。
在被激发之后，荧光石内的电子会在瞬间回到低能级，释放出多余的能量。
这种过程是通过辐射能量的方式进行的，也就是释放出一个可见光子。
这个过程称为荧光发射。
由于荧光石具有特殊的化学成分和结构，因此这个可见光子的波长通常是在绿色到黄色之间，所以看起来荧光石会发出绿色的荧光。
荧光石的发光原理是基于物质内部的电子能级跃迁过程，具体来讲，发光过程是由电子的激发和回到基态能级的跃迁所致。
当荧光石受到紫外线等能量辐射时，能量被传递给荧光材料中的电子，使其进入激发态。
在激发态下，电子的能级较高，但是不稳定。
为了回到能量较低且稳定的基态，电子会释放出多余的能量。
在荧光材料中，这些多余能量以光子的形式释放出来，成为荧光发射的光子。
荧光发射的光子的能量与激发电子的能级差有关。
根据能级差的不同，荧光石的发光波长也会不同。
通常情况下，荧光石发出的波长较长，处于可见光的范围内。
这种发光原理的基础是荧光材料内部的结构。
荧光石中的化学物质可以使电子在激发态和基态之间进行能级跃迁而发光。
这种材料的基本特点是在受到激发源的照射后，能够将能量保存并以荧光的形式慢慢释放出来。
因此，即使在光源消失或减弱的情况下，荧光石仍然能够持续发光一段时间。
荧光石的发光原理也可以通过它的结构来解释。
荧光材料的结构中通常包含能够有效吸收激发光的激发中心，以及能够辐射出发光的发光中心。
当激发光照射到荧光石上时，激发中心会将能量吸收，并将其传递给发光中心。
IR led工作原理
IR led工作原理
红外（IR）LED（发光二极管）是一种能够发射红外光的电子器件。
它的工作原理与常规的LED类似，但其发射的光波长位于可见光的红色光和微波之间。
IR LED是由半导体材料构成的，其中至少有两种材料被注入以形成PN结。
当外加正向偏置电压时，两种材料之间的耗尽区扩展，形成一个栅极。
当电流流过此结时，电子从较高能级的半导体材料跃迁到较低能级的材料中，这个过程产生了较低能量的光子。
红外光是指波长比可见光更长的电磁辐射。
红外光的频率比可见光低，因此它的能量也较低。
红外光可以被我们的眼睛感应到，但是通常我们对红外光束视觉上不敏感。
当输入电流通过IR LED时，能量传递到LED的化合物半导体材料中，进而激活材料中的电子。
激活的电子跃迁至较低能级的材料中，而在这个过程中，能量以光的形式释放出来，形成了红外光。
这种红外光可以被用于各种实际应用，如红外遥控器、红外摄像机和红外传感器。
红外LED通常被用作发送器，在红外通讯和光学测量领域具有广泛的应用。
通过调节输入电流的强度，可以改变红外LED发射的光的强度和频率。
这使得红外LED非常适用于多种用途，包括数据传输和测量。
总的来说，IR LED的工作原理是通过在半导体材料中注入电
流，激活电子并引起红外光的发射。
这种红外光具有特定的波长和频率，可以用于各种红外通讯和测量应用中。
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第三章光发射提纲：3.1 引言3.2 发光中心发射的一般讨论3.3 一些典型的发光中心3.3.1 碱卤化合物的激子发光3.3.2 稀土离子发光（线谱发射）3.3.3 稀土离子发光（带谱发射）3.3.4 过渡金属离子3.3.5 d0基团离子3.3.6 d10离子3.3.7 s2离子3.3.8 U6+离子3.3.9 半导体发光3.3.10 交叉发光3.4 余辉发射3.5 热释光3.6 受激发射3.1 引言光吸收光发射无辐射跃迁能量传递吸收的能量通过三种方式释放3.2 发光中心发射的一般讨论吸收发射驰豫位型坐标图驰豫几率：1013s-1发射几率：108s-1Bi3+离子在LaOCl中的激发谱和发射谱斯托克斯位移：激发谱与发射谱峰值能量差，与△R成正比激发谱发射谱黄昆因子¾黄昆因子S（Huang-Rhys couplingconstant）假设激发态与基态有相同的抛物线形状总驰豫能=斯托克斯位移=2Shγ声子能量为hγ,两个振动能级差，S是整数。
S<1 弱耦合1<S<5 中等强度耦合S>5 强耦合¾S反映了电子-晶格耦合程度¾晶体中有多种晶格振动模式，但在光学跃迁中起主要作用的是能量最大的声子，因为它们需要更小的S值。
三种耦合强度发射谱比较a.GdAl3B4O12中的Gd3+发射，紫外，零声子线S≈0b.UO22+发射，绿光，S≈2 c.F心发射，红外，S>5%)37(/1)0()(,1/e eg R t e e eg e eg e eP eN t N P t N P N dtdN R态的占据数降低到一个衰减时间后，激发，代表辐射衰减时间其中有积分后代表自发发射几率。
代表时间；的发光离子数；代表激发后处于激发态激发态占据数的减少==−=−ττ激发态寿命和发光衰减时间只有基态和激发态的双能级系统Eu2+在SrB4O7中的发光衰减时间3.3 一些典型的发光中心3.3.1 碱卤化合物的激子发光自陷激子的形成：1. 两个Cl-俘获一个空穴，形成自陷空穴V K 心VK心是由Cl2-准分子构成；2.VK 心再俘获一个电子，此电子围绕VK心旋转，形成束缚形式的电子-空穴对VK·e。
叫做自陷激子。
自陷激子的驰豫与发光：1.Cl2-准分子进入一个Cl-离子格位，形成H心，电子进入Cl-离子空位，形成F心；最终形成F·H对。
此过程释放能量。
2.F·H对的电子和空穴复合，产生发光。
衰减时间：10-6s。
比通常的允许跃迁时间(10-7-10-8s)长。
原因：电子和空穴取向平行时形成部分自旋三重态成分，导致了部分禁戒跃迁，延长了激发态的寿命。
3.3.2 稀土离子发光（线谱发射）三价镧系离子4f n电子组态能级图稀土离子线谱发射特点：1.除了Ce和Lu以外的三价稀土离子，都具有线谱发射。
2.4f电子受到外界屏蔽，受晶场影响很小，△R=0，所以都是锐线谱。
3.宇称禁戒跃迁，激发态寿命较长毫秒量级。
4.受5s2,5p6电子屏蔽作用，f电子组态晶场劈裂宽度（约几百cm-1)远小于d电子组态晶场劈裂宽度（几万cm-1)(a) Gd 3+(4f 7)Gd 3+发光谱线的特点：1.4f半满壳层，基态为8S 7/22.最低激发态位于32000cm -1之上，发射都在紫外区。
3.8S 7/2没有晶场劈裂，最低激发态到基态的跃迁6P 7/2→8S 7/2的发射在低温下是单线。
10000200003000040000500007/25/2c m-16P3/26I 2/76D 8S 7/2Gd 3+能级图Gd 3+发射有时也有多条谱线：1.声子参与的发射；2.激发态的能级劈裂；3.高能激发下，更高激发态的发射。
声子参与（1350cm -1）LuTaO 4:Gd 3+中Gd 3+的发光四条线属于6P 7/2→8S 7/2三条线属于6P 5/2→8S 7/2GdAl 3B 4O 12中的Gd 3+发射X射线激发下LaF 3:Gd发光1.6P→8S；2.6I→8S；3.6D→8S4.6G→8S;F 3中的自陷激子(b) Eu 3+(4f 6)Eu 3+的发射特点：¾最强发射5D 0→7F J 发射波长位于红光区，是重要的红色发光材料。
较弱发射5D 1,2,3→7F J 有时也可能被观察到。
¾5D 0→7F 2发射属于电偶极跃迁。
1）反演对称中心，则电偶极跃迁宇称禁戒。
2）非反演对称中心，则宇称选择定则被部分打破，有较强的发射。
¾5D 0→7F 1发射属于磁偶极跃迁。
1000020000300004000050000210543210c m-15D 37F 6Eu 3+能级图1）Na(Lu，Eu)O 2，Eu占据反演对称中心，电偶极跃迁较弱，磁偶极跃迁较强。
2）Na(Gd，Eu)O 2，Eu占据非反演对称中心，电偶极跃迁较强，磁偶极跃迁较弱。
GdTaO 4:Tb 3+中Tb 3+的发射谱Tb 3+发射的特点：1）5D 4→7F J 发射，绿光，较强2）5D 3→7F J 发射，蓝光，较弱F J 能级经常劈裂较多。
10000200003000040000500005D 4123456c m-15D 37F 0Tb 3+能级图1000020000300004000013/27F 11/2c m-14G 5/26H 5/2Sm 3+能级图Sm 3+发射的特点：4G 5/2→6H J发射，橙-红光10000200003000040000500004F 9/213/2c m-16H 15/2Dy 3+能级图Dy 3+发射的特点：4F 9/2→6H15/2~470 nm ,蓝光4F 9/2→6H 13/2 ~570 nm, 黄光,晶场敏感通过对黄光的调节，可以实现白光（蓝光+黄光）=白光10000200003000040000500001S 01D 223653H 411G 4c m-13P 23F 4Pr 3+能级图Pr 3+发射的特点：3P 0→3H 4蓝光3P 0→3H 6,3F 2红光1D 2→3H J红-红外光3.3.3 稀土离子发光（带谱发射）¾三价稀土离子的带谱发射Ce3+,Pr3+,Nd3+¾二价稀土离子的带谱发射Eu2+,Sm2+,Yb2+5d→4f跃迁(a)三价离子Ce 3+ 4f12F5/22F7/2约2000cm -1（自旋轨道耦合）约15000cm -1（晶场劈裂）2DLiYF 4:Ce 3+在温度4.2K下的发光Ce 3+发射的特点：¾5d →4f 跃迁¾大部分基质中发射位于近紫外到蓝光，少数可以扩展到绿光和红光¾宇称允许¾强度大¾衰减时间短（几十ns ）¾衰减时间与波长的平方成正比¾Stokes 位移较小，约为几千波数（中等强度耦合）发射峰的位置：¾共价性越强，4f,5d 能级差越小，发射波长越长；¾5d 经常劈裂：强的低对称性晶场会降低最低5d 能级的能量；¾Stokes 位移将影响发射谱波长。
例子：CeF 3：300nm ，20ns Y 3Al 5O 12:Ce ：550nm ，70ns¾Pr3+(4f2),Nd3+(4f3) 也可以观察到5d→4f 跃迁LaB3O6:Pr3+260nmLaF3:Nd3+175nm¾衰减时间几ns¾这些离子也可以产生4f组态间的发射,与5d相对于4f能级的位置有关。
(b) 二价离子Eu2+ 4f7¾5d→4f 跃迁¾发射波长受晶场影响大，从近紫外-黄光¾衰减时间~1μs¾4f7的基态光谱项八重态8S,7/2¾4f65d光谱项5个六重态6PDFGH，5个八重态8PDFGH¾八重态之间的跃迁是自旋选择允许的，六重态到八重态是自旋选择禁戒的。
因此其衰减时间被延长了。
010000200003000040000500004f 74f 65d7/25/2c m -16P 3/26I 2/76D 8S7/2Eu 2+ 4f 7 4f 65dGd 3+ SrB 4O 7:Eu 2+发射谱(a)4.2K,(b)35K,(c)110K当4f 65d能级受晶场影响高于4f 7组态的6P J 态时：•低温下可以观察到4f 7组态的发射；•温度升高（热激发导致5d占据显著增加）则4f5d发射更加显著。
SrB 4O 7:Eu 2+的位形坐标图SrB 4O 7:Eu 2+的发光衰减时间低温下部分禁戒的6P→8S跃迁，440μs 温度升高快成分5d→4f跃迁逐渐增强其它5d→4f跃迁发射：¾Sm2+(4f6) 5d→4f 红光，如果4f55d较高，4f6组态内跃迁也会发生；¾Yb2+只有4f135d→4f14跃迁，紫外-蓝光。
3.3.4 过渡金属离子(a) Cr3+(d3)发射谱(a)Al2O3:Cr3+(2E→4A2)衰减时间~ms(b)Mg4Nb2O9:Cr3+(4T2→4A2) 图：d3构型的Tanabe-Sugano能级图。
衰减时间~100μs(b) Mn4+(d3)¾Mn4+与Cr3+等电子，但晶场更强，Mn4+发射只有2E→4A2跃迁。
(c) Mn2+(d5)•发射谱宽带，强烈依赖晶场环境，绿光-深红；•衰减时间ms，由于自旋禁戒；•4T1→6A1跃迁；图：d5构型的Tanabe-Sugano能级图。
¾Ti3+(3d1)：近红外2E→2T2跃迁。
蓝宝石激光材料：Al2O3:Ti3+¾Ni2+(3d8) ：KMgF3:Ni2+近红外3T2→3A2，红色1T2→3T2，绿光1T2→3A2 (d) 其它d n离子3.3.5 d 0基团离子•发射谱强且宽•大stokes 位移：10000-20000cm -1•例子：VO 43-，NbO 67-，WO 42-，WO 66-•激发态属于电荷迁移态O →d 0ions ，导致电子重新分布成键轨道→反键轨道温度4.2K ，VO 43-发光，在SiO 2衬底。
多个尖峰来源于晶格振动（950cm -1，V-O 拉伸振动）衰减时间3.3.6 d10离子(a) 一价离子Cu+, Ag+¾d9s→d10跃迁发射¾大stokes位移>5000cm-1(b) 高价离子可能来源于电荷迁移3.3.7 s2离子¾Tl+,Pb2+,Bi3+(6s2)¾Sn2+,Sb3+(5s2)(上图)CaO:Bi 3+，发射带半高宽1200cm -1，伴随振动能级(下图)Bi 2Ge 3O 9, 发射带半高宽5000cm -1，stokes位移~20000cm -1发射带的宽度取决于Bi 3+离子所处的位置：•所处空间狭小，则基态与激发态的位形变化小，发射谱窄，stokes位移小；•反之则谱宽，stokes位移大。