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固体发光材料
固体物理专题
---发光材料
     同样功率的灯具的光通量可能完全不同，这是因为它们的光效不同的缘故。比如：普通照明灯泡只有10 1m/W，而金属卤素灯可以达到80 1m/W。照度是指发光体照射在被照物体单位面积上的光通量，其国际单位是lx（勒 [克斯]）。
 
照度的定义和测量比较复杂，象平均柱面照度、等效球照度、标量照度等，它们的测量条件和计算方法有所不同。
在建筑和装饰工程中经常会遇到、灯光系统中偶尔也涉及到照度概念。亮度是指发光体在单位面积内发光强度。单位是：cd/cm2。坎 [德拉]（cd）为发光强度的国际单位。
与照度定义几乎相同，如果我们把每一物体都视为光源的话，那么亮度就是描述光源光亮的程度，而照度正好是把每一物体都作为被照物体，用一块木板来举例说明，当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照度，然后木板将多少光束反射到人眼，就称为木板的多少亮度，那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。
——色温
色温是指光源发射的颜色与黑体在某一温度下辐射的光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温，一般以开氏K为单位。比如3200K和5600K等。
色温高，光线的颜色偏冷：色温低，光线的颜色偏暖：色温适中时，光线接近于白色。
自然界正常日照下，光线的色温一般都要高于人工灯具的色温。通常情况下，阳光的色温为5600K左右，而演播室及演出用灯具的色温都在3200K左右。（热光源）
近年来电视演播室兴起的冷光源布光，是对传统光源的变革。冷光源的色温高，耗能低，发热小，在进行室内外摄相时，色温转换简单，画面自然，当然冷光源对调光台的性能要求也要高些。
二、发光材料     
发光材料的要求
——发光材料是能把某种形式的激发能量转化为发光能。
因此对于一个有效的发光材料应具备如下要求：
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；
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1、发光材料的主要分类
发光材料的发光方式是多种多样的，主要类型有：光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等。
1、1光致发光
定义：用光激发产生的发光叫做光致发光。
光源波长：紫外-可见-红外
例如：荧光灯——紫外线做为激发光源。
        上转换材料——红外光做为激发光源
上转换发光都发生在掺杂稀土离子的化合物中，主要有氟化物、氧化物、含硫化合物、氟氧化物、卤化物等。其原理有激发态吸收（ESA）、能量传递上转换（ETU）和光子雪崩（PA）三种。目前的主要应用为红外光激发发出可见光的红外探测，生物标识，和长余辉发光的警示标识，防火通道指示牌或者室内墙壁涂装充当夜灯的作用等。
1、2电致发光
    定义：用电场或电流激发产生的发光，以前也叫场致发光。电致发光分为两种类型：
1）、注入式电致发光：半导体p-n结在较低正向电压之下注入少数载流子，然后少数载流子与多数载流子在结区附近相遇复合而发光或者通过局域中心而发光。
例如：发光二极管（LED），半导体激光
器（LD），有机薄膜电致发光，都是注
入式发光。
2）、高场电致发光：两块平板你电极之间放入发光材料，在直流或是交流强电场的作用下，多数载流子被加速碰撞激发发光中心，随后导致复合发光。
 
1、3阴极射线发光
􀂾定义：发光物质在电子束激发下产生的发光。
􀂾发光过程：电子束的电子能量通常在几千至几万电子伏特，入射到发光材料中产生大量次级电子，离化和激发发光中心产生发光。
􀂾用途：主要用于雷达、电视、示波器和飞点扫描等方面。其主要部件是阴极射线管。
 
1、4射线及高能粒子发光
    定义：X射线、γ射线、α粒子、β粒子、质子或中子等激发下，物质产生的发光叫做射线及高能粒子发光。
    发光过程：粒子的减速、高能光子的吸收、电子-空穴对的产生、能量传递到发光中心、光发射。
应用领域：射线探测、核医学成像等。
2、发光材料的形态
   发光材料的形态有晶体、非晶、纳米晶、薄膜。
 2、1晶体
晶体包括单晶和多晶
单晶：整个晶格是连续的。
多晶：由大量小单晶颗粒组成的集体。每个小晶粒的尺寸为微米量级，呈现出粉末状态，如荧光粉。
2、2非晶
非晶：组成物质的原子或离子排列不具有周期性，如玻璃，有时称作无定形材料。
􀂾非晶中质点的分布类似液体，所以非晶质体也可被认为是过冷液体，因此严格说