電致發光量子效率測量係統

光致發光和熒光量子效率計算

原理

所謂光致發光（Photoluminescence簡稱PL），是指物體(ti) 依賴外界光源進行照射，從(cong) 而獲得能量，產(chan) 生激發導致發光的現象。也指物質吸收光子（或電磁波）後重新輻射出光子(或電磁波)的過程。光致發光過程包括熒光發光和磷光發光。

從(cong) 量子力學理論上，這一過程可以描述為(wei) 物質吸收光子躍遷到較高能級的激發態後返回低能態，同時放出光子的過程。光致熒光發光是多種形式的熒光（Fluorescence）中的一種。原理圖如下圖：

圖1. 熒光產(chan) 生的過程

而在現階段光致發光材料的研究中，對熒光量子效率的計算非常重要，因為(wei) 這是反映光致發光材料發光能力的重要特征指標。

熒光量子效率又稱熒光量子產(chan) 額(quantum yield of fluorescence)和熒光效率。一般情況下，熒光量子效率、熒光量子產(chan) 額與(yu) 熒光效率描述等價(jia) 。他們(men) 是指單位時間(秒)內(nei) ，發射二次輻射熒光的光子數與(yu) 吸收激發光初級輻射光子數之比值，用來描述熒光材料發光能力，可以使用下列公式表達：

另外，

其中外量子效率是直接測量對象，內(nei) 量子效率很難測，一般通過出光率推算得到。

二．測試方法

現有的測定熒光外量子效率的方法有比較測量法、量熱式測量法、直接光學測量法［1－3］。比較測量法需要一個(ge) 與(yu) 待測粉體(ti) 光學特性相近且量子效率已知的弱吸收標準粉體(ti) 作參考；量熱式測量法需要知道粉體(ti) 的吸收曲線，並且對光源性能、熱敏探頭靈敏度、儀(yi) 器隔熱性能要求都很高，而熒光粉是高吸收粉體(ti) ，且吸收曲線不易測定；國外通用的直接光學測量法是對激發前後光譜進行直接測量的方法，可以采用分布光度計或帶積分球的光譜儀(yi) 測量。分布光度計需要大的暗室、高精度位移控設備，價(jia) 格昂貴，全空間測量耗時太長[4], 而基於(yu) 積分球和光譜儀(yi) 的直接光學測量係統測試原理簡單，設備簡易，測試方便、快捷，下麵我們(men) 就以積分球測量的方法做一個(ge) 簡單介紹。