固体发光讲义第一章发光概论

固体发光讲义著者：许少鸿第一章发光概论 第一章 概论 1 -1 发光现象 “发光”即Luminescence一词作为一个技术名词，是专指一种特殊的光发射现象，它与热辐射有根本的区别。温度在绝对零度以上的任何物体都有热辐射。不过温度不够高时辐射的波长大多在红外区，人眼看不见。物体的温度达到5000C以上时，辐射的可见部分就够强了，例如烧红了的铁，电灯泡中的灯丝等等。发光则是叠加在热辐射之上的一种光发射。发光材料能够发出明亮的光，（例如日光灯内荧光粉的发光），而它的温度却比室温高不了多少。因此发光有时也被称为“冷光”．热辐射是一种平衡辐射。它基本上只与温度有关而与物质的种类无关。发光则是一种非平衡辐射，反映着发光物质的特徵。 但是发光又有别于其它的非平衡辐射如反射，散射等。根据俄罗斯学派的意见，发光有一个比较长的延续时间(Duration)，这就是在激发（Excitation）即外界作用停止后发光不是马上消失而是逐渐 变 弱 ，这个过程 也称为余 辉 （afterglow）。这个延续时间长的可达几 十 小 时，短 的也有10− sec左 右 ，总 之都比反射、 散射的持 续时间长很 多。一般 认 为，反射和 散射的持续时间和 光的振 动 周 期 差 不多，约 为1010−14sec.。不过，10−10sec这个数 量 的确 定 在当 时可以说是有点 任意性 ，是根据当 时技术测 量 上的极 限 。随 着技术的发展 ，现在能够测 量 的时间，已 经突 破 一个飞 秒 （fs＝ 10－ 15秒 ）。而测 到的发光弛 豫 时间短 到皮 秒 （ps =10-12秒 ）的例子 已 不在少数 。 过去 ，常 把 在激发时的发光叫 做 荧光(Fluorescence)，而把 激发停止后的发光叫 做 磷 光(Phosphorescence)。现在在无机 物发光的领 域 对这两 个词仍 没 有严 格 的区分，甚 至 还 有些 混 淆 ，例如将 发光粉叫 做 荧光粉。但在有机 物的发光中，分子 从 单 态 （singlet）跃 迁 到基态 （也是单态 ）的发光叫 荧光，从 三 重 态 （triplet state）跃 迁 到基态 的发光叫 磷 光，这是不容 混 淆 的。 1 -2 激发方式 光致 发光(Photoluminescence)，简 写 为 PL 。这是用光激发产 生 的发光。它的最 广 泛 而又重 要 的两 种应 用是固体激光器 和 日光灯，也就是作为光源 。九 十 年 代 初 ，日本和 我 国 分别独 立研 制 成 一种新 的长...