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物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 63, No. 7 (2014) 077803 不同激发波长下Ce-Tb-Sm 共掺白光玻璃的 发光性能 陈乔乔 戴能利 刘自军 褚应波 李进延 杨旅云 (华中科技大学, 武汉光电国家实验室, 光学与电子信息学院, 武汉 430074) ( 2013 年11 月29 日收到; 2013 年12 月24 日收到修改稿) 本文采用高温熔融技术制备了Ce-Tb-Sm 三种离子共掺杂的硼硅酸盐透明玻璃. 测试了紫外 LED 激发下Ce 离子、Tb 离子及Sm 离子单掺与共掺样品的激发光谱及荧光光谱, 通过对单掺及共掺 样品荧光寿命的测试研究了Ce 离子、Tb 离子及Sm 离子在玻璃基质中的能量传递机理. 通过调整紫 外LED 灯的激发波长调整发光样品所发射光谱的色度坐标、显色指数及色温, 得到适合人类生活、学习、工作 的白光发光. 关键词: 白光发光, 能量传递, 发光性能 PACS: 78.55.Qr, 76.30.Kg, 32.30.Jc, 71.55.Jv DOI: 10.7498/aps.63.077803 注4−12 . 然而, 这种光源所需要的荧光粉的制作工 1 引 言 艺复杂, 对涂覆工艺要求极高且其封装用的环氧树 脂容易随着操作温度的升高而变质, 导致LED 寿 色温是描述光源或发光体特性的一个基本参 命降低并且会危害到人体健康13−16 . 稀土离子掺 数, 在颜色测量中具有重要的意义. 光源的色温定 杂的白光发光玻璃成功克服了荧光粉发光的缺点, 义为与光源辐射颜色相同的黑体温度, 但实际光源 17 得到了越来越多的关注 . 然而, 现阶段对稀土 光谱功率分布不可能与黑体完全相同, 故延伸出了 离子掺杂的发光玻璃发光的研究主要集中在其白 相关色温的概念. 相关色温可通过在CIE1960UCS 光颜色及光亮度方面的研究. 然而, 作为照明光源, 图中找到与光源色坐标最靠近的黑体色坐标点所 色温和显色指数也是十分重要的参数. 石路等研究 对应的黑体温度得到1 . 光源的显色指数是待评光 发现, 照明光源的不同色温对人体的自主神经系统 源下物体的颜色与参照光源下物体颜色相符程度 的生理功能可产生明显的影响, 也能引起脑力、体 的度量. 为符合人类照明习惯, CIE 规定5000 K 以 力负荷、环境温度、噪声作用及睡眠时的自主神经 下的低色温采用普朗克辐射体作为参照光源, 5000 功能, 还能引起人体味觉和唾液分泌的变化. 研究 K 以上的色温采用标准照明体D 作为参照光源, 设 表明, 在进行较高的脑力负荷时, 以运用对自主神 定参照光源的显色指数为100. 其结果可通过比较 经有利的5000 K 的低色温光源为好18 . 为了得到 试验色样在待评光源与参照光源下的颜色差∆E 适合人类生活、工作的玻璃照明光源, 本文采用分 得到. 特殊显色指数为R = 100 4.6∆E , 一般显 别发射红、绿、蓝三基色的稀土离子(Ce , Tb , 色指数为R = ∑ R /823 . Sm ) 作为发光中心, 通过三种离子之间的能量传 a 最近, 被称为第四代