发光学与发光材料复习总结终极版-参考资料

第一章发光学与发光材料

1、发光:当某种物质受到激发（射线、高能粒子、电子束、外电场等）后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见、紫外或是近红外的电磁辐射，此过程称之为发光过程。

2、单重态：一个分子中所有电子自旋都配对的电子状态

三重态：有两个电子的自旋不配对而平行的状态

3.振动弛豫：由于分子间的碰撞，激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级转至较低振动能级的过程，其效率较高。

4.内转换：相同多重态的两个电子能级间，电子由高能级回到低能级的分子内过程。

5.系间窜越：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的过程。

6.外转换：激发态分子与溶剂或其他溶质相互作用和能量转换而使荧光（或磷光）减弱甚至消失的过程。

7.荧光：受光激发的分子经振动驰豫、内转换、振动驰豫到达第一电子激发单重态的最低振动能级，以辐射的形式回到基态，发出荧光。

8.磷光：若第一激发单重态的分子通过系间窜跃到达第一激发三重态，再通过振动驰豫转至该激发的最低振动能级，然后以辐射的形式回到基态，发出的光线称为磷光。

9.光致发光：用光激发产生的发光叫做光致发光。

10.电致发光：用电场或电流激发产生的发光。

11.阴极射线发光：发光物质在电子束的激发下产生的发光。

荧光灯：是一种充有氩气的低气压汞蒸气的气体放电灯，在低压汞蒸气放电过程中会产生大量的波长为253.7mm的紫外线，以及少量波长为185nm的紫外线和可见光。在灯管表面涂有荧光粉，可以将波长为253.7nm的紫外线转化为可见光。

11.激光器的基本结构包括三部分,即工作物质、激励能源和光学谐振腔。

12.等离子体：是指正负电荷共存，处于电中性的放电气体的状态。

14.晶体：有许多质点包括原子、离子、分子或原子群，在三维空间作有规则排列而成的固体物质。

单晶：整个晶格是连续的。

多晶：有大量小单晶颗粒组成的集体。

非晶：组成物质的原子或离子的排列不具有周期性。

16.发光材料——把某种形式的激发能量转化为发光能。

1.能够有效地吸收激发能量；

2.能够把吸收的激发能量有效地传递给发光中心；

3.发光中心具有高的辐射跃迁效率。

17、发光材料的构成三种形式

1.由多晶或单晶形态的基质材料和激活剂（发光中心）组成，也可能加入起到能量传递作用的敏化剂；

2.只有基质材料，利用某种本征缺陷做为发光中心；

3.只有基质材料，利用本征激子态或带边电子态产生发光。

基质：某种绝缘体或半导体材料，形成基本的能带结构。对于激发能量的吸收

起到主要作用。

可见光波长（4*10-7m----7*10-7m）

光色---------- 波长λ（nm)---------- 代表波长

红（Red）----- 700～635 ---------- 700 430-480THZ 1.77-1.95eV

橙（Orange）-- 635～590 ---------- 620 480-510 THZ 1.95-2.10eV

黄（Yellow）-- 590～560 ---------- 580 510-540 THZ 2.10-2.21eV

绿（Green） -- 560～490 ---------- 550 540-610 THZ 2.21-2.53eV

蓝（Blue） --- 490～450 ---------- 470 610-670 THZ 2.53-2.76eV

紫（Violet）- 450～400 ---------- 420 670-750 THZ 2.76-3.10eV

19.激活剂：掺杂进入基质的某种离子或基团，通常是高效的发光中心，可以在基质形成的能带结构的禁带中形成孤立的能级系统，通过这些能级产生发光所需的基态和激发态。

20.敏化剂：掺杂进入基质的某种离子，起到能量传递作用。使能量从吸收处传递到发光中心。

二. 概述

1.吸收光谱：吸收系数随频率或波长发生的变化。

2.激发光谱：指光致发光的发光谱中某一波长发射强度随激发波长或频率的变化。

3.发射光谱：发射能量按波长或频率的分布称为发射光谱。

4.位形坐标模型：位形坐标模型是关于电子和离子晶格振动总能量与离子平均位置（用一个坐标表示）相关的物理模型。用来解释发光中心激发、发射与晶格作用的。

耦合：电子与晶格的相互作用

5.两个重要的选择定则

自旋选择定则：不同自旋态之间的跃迁是禁戒的。

宇称选择定则：对于电偶极跃迁，相同宇称之间的跃迁是禁戒的。

自旋轨道耦合

电子－声子耦合.

晶格场畸变

6.热淬灭：当温度升高到一定温度时，发光强度会显著降低。这就是所谓的发光“热淬灭”效应。（可以用位形坐标模型来解释）

7.色心吸收：晶体中的缺陷形成的吸收叫色心吸收。

8.镜像规则的解释：基态上的各振动能级分布与第一激发态上的各振动能级分布类似

9.黄昆因子

10. S<1 弱耦合 15 强耦合

11.S反映了电子-晶格耦合程度

12.、热释光：被俘获的载流子，在热的作用下，产生的发光。

13.、无辐射跃迁的定义：处于激发态的中心，不是通过辐射跃迁的方式回到基态，而是通过无辐射的方式回到基态，耗散掉它的激发能量，最终表现为产生热量的形式(发射声子)。

第三章稀土发光激光材料

1.稀土的发光特点

稀土之所以具有优异的发光性能，就在于它具有优异的能量转换功能

稀土的发光性能是由于稀土的4f电子在不同能级之间的跃迁而产生的。