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固体发光讲义第一章发光概论

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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...

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