Pendaran — mekanisme dan aplikasi dalam sumber cahaya

Pendaran adalah pendaran suatu zat yang terjadi dalam proses konversi energi yang diserapnya menjadi radiasi optik. Cahaya ini tidak disebabkan langsung oleh pemanasan zat.

Mekanisme fenomena tersebut terkait dengan fakta bahwa, di bawah pengaruh sumber internal atau eksternal, atom, molekul, atau kristal tereksitasi dalam suatu zat, yang kemudian memancarkan foton.

Bergantung pada durasi pendaran yang diperoleh, yang pada gilirannya tergantung pada masa hidup keadaan tereksitasi, perbedaan dibuat antara pendaran yang cepat membusuk dan pendaran yang tahan lama. Yang pertama disebut fluoresensi, yang kedua adalah fosforesensi.

Agar suatu zat dapat berpijar, spektrumnya harus diskrit, artinya, tingkat energi atom harus dipisahkan satu sama lain oleh pita energi terlarang. Karena alasan ini, logam padat dan cair yang memiliki spektrum energi kontinu tidak berpendar sama sekali.

Dalam logam, energi eksitasi terus menerus diubah menjadi panas.Dan hanya dalam rentang gelombang pendek logam dapat mengalami fluoresensi sinar-X, yaitu, di bawah aksi sinar-X, mereka memancarkan sinar-X sekunder.

Mekanisme eksitasi pendaran

Ada berbagai mekanisme untuk eksitasi pendaran, yang menurutnya ada beberapa jenis pendaran:

• Fotoluminesensi - terangsang oleh cahaya dalam rentang tampak dan ultraviolet.

• Chemiluminescence — diinduksi oleh reaksi kimia.

• Cathodoluminescence - bersemangat oleh sinar katoda (elektron cepat).

• Sonoluminescence bersemangat dalam cairan oleh gelombang ultrasound.

• Radioluminescence - bersemangat oleh radiasi pengion.

• Triboluminescence dieksitasi dengan menggosok, menghancurkan, atau memisahkan fosfor (pelepasan listrik di antara fragmen bermuatan), dan dalam hal ini cahaya pelepasan membangkitkan photoluminescence.

• Bioluminescence adalah pancaran organisme hidup, yang dicapai oleh mereka secara mandiri atau dengan bantuan peserta lain dalam simbiosis.

• Electroluminescence - bersemangat oleh arus listrik yang melewati fosfor.

• Candoluminescence adalah cahaya bercahaya.

• Thermoluminescence bersemangat dengan memanaskan suatu zat.

Penggunaan luminescence dalam sumber cahaya

Sumber cahaya bercahaya adalah sumber cahaya yang didasarkan pada fenomena pendaran. Jadi semua lampu pelepasan gas adalah sumber radiasi fluoresen dan campuran. Pada lampu photoluminescent, pancaran dihasilkan oleh fosfor yang tereksitasi oleh pancaran pelepasan listrik.

LED putih biasanya didasarkan pada kristal InGaN biru dan fosfor kuning.Fosfor kuning yang digunakan oleh sebagian besar pabrikan merupakan modifikasi dari paduan yttrium-aluminium garnet dengan serium trivalen.

Spektrum pendaran fosfor ini memiliki karakteristik panjang gelombang maksimum di wilayah 545 nm. Bagian gelombang panjang dari spektrum mendominasi bagian gelombang pendek. Modifikasi fosfor dengan penambahan galium dan gadolinium memungkinkan pergeseran maksimum spektrum ke daerah dingin (gallium) atau ke daerah hangat (gadolinium).

Dilihat dari spektrum fosfor yang digunakan dalam LED Cree, selain garnet yttrium-aluminium, fosfor dengan emisi maksimum yang bergeser ke wilayah merah ditambahkan ke fosfor LED putih.

Dibandingkan dengan lampu neonFosfor yang digunakan dalam LED memiliki masa pakai yang lama, dan penuaan fosfor terutama ditentukan oleh suhu. Fosfor biasanya diterapkan langsung ke kristal LED, yang menjadi sangat panas. Faktor lain yang mempengaruhi fosfor memiliki efek yang kurang jelas pada umur layanannya.

Penuaan fosfor tidak hanya menyebabkan penurunan kecerahan LED, tetapi juga perubahan bayangan cahaya yang dihasilkan. Dengan kerusakan fosfor yang signifikan, rona biru pendaran menjadi terlihat jelas. Ini karena sifat fosfor yang berubah dan fakta bahwa spektrum mulai mendominasi emisi internal chip LED. Dengan diperkenalkannya teknologi lapisan fosfor yang terisolasi, pengaruh suhu terhadap laju degradasinya berkurang.

Aplikasi pendaran lainnya

Photonics terutama menggunakan konverter dan sumber cahaya berdasarkan electroluminescence dan photoluminescence: LED, lampu, laser, pelapis luminescent, dll. — ini tepatnya bidang di mana pendaran digunakan secara luas.

Selain itu, spektrum pendaran membantu para ilmuwan dalam mempelajari komposisi dan struktur zat. Metode pendaran memungkinkan untuk menentukan ukuran, konsentrasi, dan distribusi spasial nanopartikel, serta masa hidup keadaan tereksitasi dari pembawa muatan non-kesetimbangan dalam struktur semikonduktor.

Melanjutkan utas ini:Pemancar elektroluminesen: perangkat dan prinsip operasi, tipe