Luminescence — mekanismo at aplikasyon sa mga pinagmumulan ng liwanag

Ang luminescence ay ang luminescence ng isang sangkap na nangyayari sa proseso ng pag-convert ng enerhiya na hinihigop nito sa optical radiation. Ang glow na ito ay hindi direktang sanhi ng pag-init ng substance.

Ang mekanismo ng kababalaghan ay nauugnay sa katotohanan na, sa ilalim ng impluwensya ng isang panloob o panlabas na mapagkukunan, ang mga atomo, molekula o kristal ay nasasabik sa isang sangkap, na pagkatapos ay naglalabas ng mga photon.

Depende sa tagal ng luminescence kaya nakuha, na kung saan ay depende sa buhay ng excited na estado, isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng mabilis na nabubulok at pangmatagalang luminescence. Ang una ay tinatawag na fluorescence, ang pangalawa ay phosphorescence.

Para lumiwanag ang isang substansiya, ang spectra nito ay dapat na discrete, iyon ay, ang mga antas ng enerhiya ng mga atom ay dapat na ihiwalay sa isa't isa ng mga ipinagbabawal na banda ng enerhiya. Para sa kadahilanang ito, ang mga solid at likidong metal na may tuluy-tuloy na spectrum ng enerhiya ay hindi luminesce.

Sa mga metal, ang enerhiya ng paggulo ay patuloy na na-convert sa init.At sa short-wave range lamang ang mga metal ay makakaranas ng X-ray fluorescence, iyon ay, sa ilalim ng pagkilos ng X-ray, naglalabas sila ng pangalawang X-ray.

Mga mekanismo ng paggulo ng luminescence

Mayroong iba't ibang mga mekanismo para sa paggulo ng luminescence, ayon sa kung saan mayroong ilang mga uri ng luminescence:

• Photoluminescence — nasasabik ng liwanag sa nakikita at ultraviolet na hanay.

• Chemiluminescence — dulot ng isang kemikal na reaksyon.

• Cathodoluminescence — nasasabik ng cathode rays (mabilis na mga electron).

• Ang sonoluminescence ay nasasabik sa isang likido sa pamamagitan ng isang ultrasound wave.

• Radioluminescence — nasasabik sa pamamagitan ng ionizing radiation.

• Ang Triboluminescence ay nasasabik sa pamamagitan ng pagkuskos, pagdurog, o paghihiwalay ng mga phosphor (mga paglabas ng kuryente sa pagitan ng mga naka-charge na fragment), at sa kasong ito, ang discharge light ay nagpapasigla sa photoluminescence.

• Ang bioluminescence ay ang glow ng mga buhay na organismo, na nakamit ng mga ito nang nakapag-iisa o sa tulong ng iba pang mga kalahok sa symbiosis.

• Electroluminescence — nasasabik ng isang electric current na dumaan sa isang phosphor.

• Ang candoluminescence ay isang maliwanag na glow.

• Ang Thermoluminescence ay nasasabik sa pamamagitan ng pag-init ng isang sangkap.

Ang paggamit ng luminescence sa mga pinagmumulan ng liwanag

Ang luminescent light source ay yaong ang glow ay batay sa phenomenon ng luminescence. Kaya lahat ng gas discharge lamp ay fluorescent at mixed radiation sources. Sa photoluminescent lamp, ang glow ay nilikha ng isang phosphor na nasasabik sa pamamagitan ng paglabas ng isang electric discharge.

Ang mga puting LED ay karaniwang nakabatay sa asul na InGaN na kristal at dilaw na pospor.Ang mga dilaw na phosphor na ginagamit ng karamihan sa mga tagagawa ay isang pagbabago ng yttrium-aluminum garnet na pinaghalo ng trivalent cerium.

Ang luminescence spectrum ng phosphor na ito ay may katangian na maximum na wavelength sa rehiyon na 545 nm. Ang long-wave na bahagi ng spectrum ay nangingibabaw sa short-wave na bahagi. Ang pagbabago ng phosphor na may pagdaragdag ng gallium at gadolinium ay ginagawang posible na ilipat ang maximum ng spectrum sa malamig na rehiyon (gallium) o sa mainit na rehiyon (gadolinium).

Sa paghusga sa spectrum ng phosphor na ginagamit sa Cree LEDs, bilang karagdagan sa yttrium-aluminum garnet, isang phosphor na may pinakamataas na emission na inilipat sa pulang rehiyon ay idinagdag sa puting LED phosphor.

Sa paghahambing na may mga fluorescent lampAng pospor na ginagamit sa mga LED ay may mahabang buhay ng serbisyo, at ang pagtanda ng pospor ay pangunahing tinutukoy ng temperatura. Ang pospor ay kadalasang inilalapat nang direkta sa LED na kristal, na nagiging napakainit. Ang iba pang mga kadahilanan na nakakaapekto sa posporus ay may hindi gaanong malinaw na epekto sa kanilang buhay ng serbisyo.

Ang pag-iipon ng pospor ay humahantong hindi lamang sa pagbawas sa liwanag ng LED, kundi pati na rin sa isang pagbabago sa lilim ng nagresultang liwanag. Sa makabuluhang pagkasira ng pospor, ang asul na kulay ng luminescence ay nagiging malinaw na nakikita. Ito ay dahil sa pagbabago ng mga katangian ng pospor at ang katotohanan na ang spectrum ay nagsisimulang mangibabaw sa panloob na paglabas ng LED chip. Sa pagpapakilala ng teknolohiya ng nakahiwalay na layer ng posporus, ang impluwensya ng temperatura sa rate ng pagkasira nito ay bumababa.

Iba pang mga aplikasyon ng luminescence

Pangunahing gumagamit ang Photonics ng mga converter at light source batay sa electroluminescence at photoluminescence: mga LED, lamp, laser, luminescent coating, atbp. — ito mismo ang field kung saan ang luminescence ay ginagamit nang napakalawak.

Bilang karagdagan, ang luminescence spectra ay tumutulong sa mga siyentipiko sa pag-aaral ng komposisyon at istraktura ng mga sangkap. Ginagawang posible ng mga pamamaraan ng luminescence na matukoy ang laki, konsentrasyon at spatial na pamamahagi ng mga nanoparticle, pati na rin ang buhay ng mga nasasabik na estado ng mga carrier ng hindi balanseng singil sa mga istrukturang semiconductor.

Pagpapatuloy ng thread na ito:Electroluminescent emitters: aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo, mga uri