Выход люминесценции

Вы́ход люминесце́нции — (в квантовых системах) отношение энергии люминесценции к поглощённой энергии возбуждения.

Физические основы

В случае фотолюминесценции выход люминесценции называют квантовым выходом, который определяется как отношение числа фотонов фотолюминесценции к числу поглощённых фотонов (квантов) возбуждающего излучения:

$\varphi _{fl}={\frac {I_{fl}}{I_{abs}}}$.

Поскольку экспериментально и теоретически получить точные значения числа фотонов люминесценции и поглощённых квантов невозможно, переходят к понятию отношения вероятности излучательных и безызлучательных квантовых переходов в веществе. Однако, эта величина зависит от множества внешних факторов: от концентрации люминесцирующих центров, с ростом которой возрастает вероятность взаимодействия их друг с другом, что приводит к концентрационному тушению люминесценции; от температуры, с повышением которой наблюдается температурное тушение люминесценции; примесей, на которых возможна безызлучательная рекомбинация, снижающая выход люминесценции, и др.

Энергетическим выходом люминесценции $\eta _{e}$ называют отношение мощности люминесценции к поглощаемой мощности излучения:

$\eta _{e}={\frac {W_{r}}{W_{abs}}}$,

где $W_{r}$ — энергия излучёния, $W_{abs}$ — поглощённая энергия.

Тушение люминесценции, вне зависимости от природы явления, приводят к сокращению характерного параметра — времени жизни возбуждённых носителей, что приводит к появлению важного параметра — времени затухания люминесценции. По величине и характеру затухания судят о механизме, вызывающем тушение люминесценции и определяют параметры центров рекомбинации, концентрации примесей, изменениям температуры люминесцирующего вещества.

С технической точки зрения выход люминесценции и квантовый выход характеризуют возможность использования люминесцирующего вещества в приборах, использующих явление люминесценции — источниках света, дисплеях, электронно-лучевых трубках, индикаторах, панелях инструментов, активных средах, использующихся в лазерах.

Если выход люминесценции близок к единице, вероятность безызлучательных переходов мала, а время затухания приближается к времени радиационного затухания люминесценции.

Величина катодо- и радиолюминесценции обычно не превышает 20-30 %. Максимальным выходом люминесценции обладает фотолюминесценция.

Литература

• Антонов-Романовский В. В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров. — Москва : Наука, 1966.
• Агранович В. М., Галанин М. Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. — Москва : Наука, 1978.
• Апенко М. И., Дубовик А. С. Прикладная оптика. — Москва : Наука, 1982.
• Галанин М. Д. Люминесценция молекул и кристаллов. — Москва : Физический институт им. П. Н. Лебедева, 1999.
• Бутиков Е. И. Оптика : учебное пособие для вузов. — СПб. : БХВ-Петербург : Невский ДиалектЪ, 2003.
• Заказнов Н. П., Кирюшин С. И., Кузичев В. И. Теория оптических систем : учебное пособие для студентов вузов. — СПб., : Лань, 2008.
• Ландсберг Г. С. Оптика : учебное пособие для вузов. — Москва : Физматлит, 2003.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. Оптика. — Москва : Физматлит, 2014.
• Пустоваров В. А. Люминесценция твёрдых тел. — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2017.

Ссылки

• Люминесценция

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Выход люминесценции», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Выход_люминесценции» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».