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光学材料OpticalMaterials2光是电磁波，其颜色由它们的波长（单位：cm或nm）决定C=光速C等于波长和频率（单位：s–1）的乘积：——可见光的波长大约在400~700nm之间。34光学材料是用来制作光学零件的材料，如玻璃、光学晶体、光学塑料等，包括：光纤材料发光材料红外材料激光材料光色材料5一、发光材料发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程光子是固体中的电子在受激高能态返回较低能态时发射出来的当发出光子的能量在1.8~3.1eV时，便是可见光1.概述)nm(24.1)keV(chhE67光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：平衡辐射的性质只与辐射体的温度和发射本领有关，又称为热辐射非平衡辐射是在外界激发下物体偏离了原来的热平衡态，继而发出的辐射平衡辐射和非平衡辐射8热辐射与温度的关系9发光材料的晶格要具有结构缺陷或杂质缺陷，材料才具有发光性能结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起的发光称为自激活发光如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫激活发光——掺入的微量杂质一般充当发光中心，称激活剂。——实际应用的发光材料大多是激活型发光材料。发光材料（非平衡辐射）的晶格10发光材料的化学成分表示形式：MR:AMR为发光材料的基质A为激活剂例如：ZnS:Cu11被激发和去激发可能的过程价带与导带之间价带与缺陷能级之间缺陷能级与导带之间两个不同能量的缺陷能级之间发光是去激发的一种方式，晶体中电子的被激发和去激发互为逆过程——被激发和去激发可能在价带、导带和缺陷能级中任意两个之间进行：12材料发光的基本性质发射光谱是指在一定的激发条件下发射光强按波长的分布1）发射光谱（颜色）宽带：半宽度100nm，如CaWO4窄带：半宽度50nm，如Sr2(PO4)Cl:Eu3+线谱：半宽度0.1nm，如GdVO4:Eu3+——材料的发光光谱可分为下列3种类型：13Y2O2S:Tb3+的线状发射光谱——这种材料由于同时可发绿色和蓝色光，常被选作黑白电视显像材料。142）发光强度发光强度是随激发强度而变的，通常用发光效率来表征材料的发光能力发光效率也同激发强度有关——激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料也可发出可觉察的光或较强的光。15发光效率有三种表示方法：量子效率：发光的量子数与激发源输入的量子数的比值能量效率：发光的能量与激发源输入能量的比值光度效率：发光的光度与激发源输入能量的比值16发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光寿命（荧光寿命或余辉时间）一般约定，从激发停止时的发光强度I0衰减到I0/10的时间称为余辉时间发光最初分为荧光及磷光两种3）发光寿命——当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才有这种划分法。17固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约仅10−8s就会自动回到基态而放出光子——这种发光现象称为荧光，撤去激发源后，荧光立即停止，延迟发射<10−8s被激发的物质在切断激发源后仍能继续发光，这种发光现象称为磷光——延迟发射>10−8s18根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：超短余辉：<1s短余辉：1~10s中短余辉：10−2~1ms中余辉：1~100ms长余辉：0.1~1s超长余辉：>1s19根据发光的类型，可把发光材料分为：光致发光材料阴极射线发光材料场致发光材料发光二极管X射线发光材料等离子体发光发光材料分类20光致发光是指通过较高能量的光辐射（如紫外光）将材料中的电子激发到高能态从而导致发光2.光致发光材料——如可用于荧光灯的荧光粉，荧光粉涂在充满汞的玻璃管内侧。21早期的荧光粉是MgWO4与(Zn,Be)2SiO4:Mn2+1949年，出现了锰、锑激活的卤磷酸钙荧光粉3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2:Mn,Sb（卤粉）量子效率较高、稳定性好、原料易得、价格便宜而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日光色的输出——这些突出的优点使它一直沿用至今。22电子轰击Hg使其激发受激Hg放出紫外线紫外线使荧光粉中的Sb3+、Mn2+激发处于激发态的Sb3+和Mn2+返回基态时发出光荧光灯发光原理——二者的光谱范围都较宽，几乎遍及整个可见光...