Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
ГЛАВА IX
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЮМИНОФОРОВ
Данная глава посвящена методикам измерения люминесцентных характеристик [1, с. 39—91; 2, с. 54—84; 3, с. 595—666; 4, с. 221—457; 5, с. 21—34; 6, с. 37—78 и 111—132; 7, с. 106—142], из которых наибольшее значение имеют сцектры поглощения и излучения, выход люминесценции, длительность послесвечения, а также некоторых других физических свойств люминофоров. Кроме того, описаны применяемые в измерительной практике методы возбуждения фото-, катодо- и электролюминофоров.
IX.1. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЛЮМИНОФОРОВ
Фотолюминофоры
Основными источниками возбуждения фотолюминофоров служат ртутные дампы низкого, высокого и сверхвысокого давления (рис. IX.1).
Ртутные лампы низкого давления (бактерицидные лампы ДБ-30-1, известные ранее под маркой БУВ-30) мощностью 30 Вт выпускаются в трубках из увиолевого стекла, пропускающего излучение дальней УФ-области спектра. Около 70% энергии этих ламп излучается в области резонансной линии ртути (К = 254 нм), поэтому они пригодны для возбуждения всех люминофоров, используемых в лампах низкого давления. Распределение энергии в спектре излучения этих ламп приведено в табл. IX.1. Схема включения бактерицидной лампы доказана на рис. IX.2. Для возбуждения ламповых люминофоров в области 254 нм удобно пользоваться выпускаемым нашей промышленностью ультра-химископом марки УИ-1, который состоит из трех бактерицидных ламп, фильтра УФС-1 и пульта управления.
Ртутные лампы высокого давления ДРТ, выпускавшиеся ранее под маркой ПРК, имеют вид кварцевых трубок. Схема включения этих ламп показана на рис. IX.3, а распределение энергии излучения в этих лампах приведено в табл. IX.2. Наибольшее количество энергии в ртутных лампах высокого давления излучается в ближней УФ-области спектра (к = 365 нм). Поэтому указанные лампы обычно служат для возбуждения сульфидных, селенидных и других люминофоров, область возбуждения которых расположена в ближней УФ-области.
Максимум энергии излучения ртутно-кварцевых ламп сверхвысокого давления, как и ламп высокого давления, приходится на ближнюю УФ-область, но по мере повышения давления линии ртутного спектра расширяются, и в излучении ламп увеличивается доля сплошного спектра. Промышленность выпускает осветители марки КП-1Н с ртутной лампой высокого давления и фильтром УФС-6, пропускающим, главным образом, излучение с X = 365 нм.
Все ртутные лампы, применяемые для исследования фотолюминесценции, заключены в светонепроницаемые кожухи. Для выделения требуемых областей спектра служит набор светофильтров. Кроме того, для выделения линии ртути 254 нм используют фильтр УФС-1, а для 365 нм — фильтры УФС-4 и УФС-6. Кривые пропускания этих светофильтров представлены на рис. IX.4.
167
6 <гу^=3птп
— —
о <Ш1
Рис. 1Х.1. Ртутные лампы, используемые для воз буждения люминесценции.
а — Лалгпа низкого давления ДБ-30- 1; б — лампа высокого давления ДРТ; в — лампа сверхвысокого давления СВДШ: 1,2 — электроды; 3 — вспомогательный электрод для зажигания.
Таблица IX.1
Спектральное распределение энергии излучения бактерицидной лампы мощностью 30 Вт [8, с. 368]
Длина волны, нм Энергия излучения на расстоянии 1 м, мкВт/см2 Относительная энергия излучения, 0/ /0 Длина волны, нм Энергия излучения на расстоянии 1 м, мкВт/см2 Относительная энергия излучения, %
254 43,0 100,0 313 1,0 2,3
265 0,06 0,14 365 0.85 1,98
280 0,02 0,046 405 3,7 8,6
289 0,08 0,18 436 6,1 14,2
297 0,18 0,42 546 5,8 13,5
303 0,10 0,23
Лі
Рис. IX.2. Схема включения бактерицидной лампы:
Л — лампа; Э — электроды; С — стартер; Д — дроссель.
Рис. ІХ.З. Схема включения лампы ДРТ:
Л — лампа; Д — дроссель; С,— конденсатор 300—500 мкФ; С, — конденсатор 2—3 мкФ; КП — конденсаторная полоса; К,,Кг— ключи.
108
Таблица IX.2
Спектральное распределение энергии излучения ртутных ламп высокого давления
Длина волны, нм Относительная энергия излучения, % Длина волны, нм Относительная энергия излучения, %
248 10,5 313 68,0
254 26,1 365 100,0
265 23,4 405 35,9
280 10,3 436 62,4
297 14,3 546 71,7
303 31,2 577 70,4
Следует иметь в виду, что указанные фильтры обладают значительным пропусканием в красной области спектра. Поэтому кроме указанных фильтров, перед источником возбуждения необходимо помещать светофильтр СЗС-23, который не пропускает излучение в этой области. Область спектра, в которой происходит возбуждение люминофоров, можно выделять также при помощи монохроматоров с кварцевой оптикой.
Рис. IX.4. Кривые спектрального пропускания некото- Рис. IX.5. Схема уста-рых светофильтров (толщина светофильтров 5 мм). новки со скрещенными
фильтрами для исследования свечения люминофоров.
При наблюдении и измерении люминесценции надо учитывать, что возбуждающий свет, не поглощенный люминофором, добавляется к свету люминесценции и искажает получаемый результат. Чтобы избежать ошибок при измерении, используют так называемые скрещенные фильтры. Свет от источника возбуждения Б (рис. IX.5) падает через фильтр Ф15 выделяющий область возбуждения, на люминофор Л. Свечение последнего воспринимается каким-либо приемником излучения, например, фотоэлектронным умножителем или глазом, через фильтр Ф2, который не пропускает возбуждающий свет, но пропускает свет люминесценции. Фильтры Фх ц Ф2 называются скрещенными. Для люминофоров, излучающих в зеленой области спектра, скрещенными являются фильтры УФС-6 и СзС-22, кривые спектрального пропускания которых показаны на рис. IX.4.
