ल्युमिनेसेन्स - प्रकाश स्रोतांमध्ये यंत्रणा आणि अनुप्रयोग

ल्युमिनेसेन्स हा पदार्थाचा ल्युमिनेसेन्स आहे जो त्याच्याद्वारे शोषलेल्या ऊर्जेचे ऑप्टिकल रेडिएशनमध्ये रूपांतर करण्याच्या प्रक्रियेत होतो. ही चमक थेट पदार्थ गरम केल्याने होत नाही.

घटनेची यंत्रणा या वस्तुस्थितीशी संबंधित आहे की, अंतर्गत किंवा बाह्य स्त्रोताच्या प्रभावाखाली, अणू, रेणू किंवा क्रिस्टल्स पदार्थात उत्तेजित होतात, जे नंतर फोटॉन उत्सर्जित करतात.

अशा प्रकारे प्राप्त झालेल्या ल्युमिनेसेन्सच्या कालावधीनुसार, जे उत्तेजित अवस्थेच्या आयुष्यावर अवलंबून असते, वेगाने क्षय होणारे आणि दीर्घकाळ टिकणारे ल्युमिनेसेन्स यांच्यात फरक केला जातो. पहिल्याला फ्लूरोसेन्स म्हणतात, दुसऱ्याला फॉस्फोरेसेन्स म्हणतात.

पदार्थ चमकण्यासाठी, त्याचे स्पेक्ट्रा वेगळे असणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, अणूंची ऊर्जा पातळी निषिद्ध ऊर्जा बँडद्वारे एकमेकांपासून विभक्त करणे आवश्यक आहे. या कारणास्तव, सतत ऊर्जा स्पेक्ट्रम असलेले घन आणि द्रव धातू अजिबात चमकत नाहीत.

धातूंमध्ये, उत्तेजित ऊर्जा केवळ उष्णतेमध्ये सतत रूपांतरित होते.आणि केवळ शॉर्ट-वेव्ह रेंजमध्येच धातूंना एक्स-रे फ्लूरोसेन्सचा अनुभव येऊ शकतो, म्हणजेच क्ष-किरणांच्या क्रियेखाली ते दुय्यम क्ष-किरण उत्सर्जित करतात.

ल्युमिनेसेन्स उत्तेजना यंत्रणा

ल्युमिनेसेन्सच्या उत्तेजनासाठी विविध यंत्रणा आहेत, त्यानुसार अनेक प्रकारचे ल्युमिनेसेन्स आहेत:

• फोटोलुमिनेसेन्स - दृश्यमान आणि अतिनील श्रेणीतील प्रकाशाने उत्तेजित.

• Chemiluminescence - रासायनिक अभिक्रियामुळे प्रेरित.

• कॅथोडोल्युमिनेसन्स - कॅथोड किरणांनी (वेगवान इलेक्ट्रॉन) उत्तेजित.

• अल्ट्रासाऊंड वेव्हद्वारे द्रवामध्ये सोनोल्युमिनेसेन्स उत्तेजित होते.

• रेडिओल्युमिनेसन्स - आयनीकरण विकिरणाने उत्तेजित.

• ट्रायबोल्युमिनेसेन्स हे फॉस्फर घासून, क्रशिंग करून किंवा वेगळे करून (चार्ज केलेल्या तुकड्यांमधील विद्युत डिस्चार्ज) उत्तेजित होते आणि या प्रकरणात डिस्चार्ज लाइट फोटोल्युमिनेसेन्सला उत्तेजित करते.

• बायोल्युमिनेसेन्स ही सजीवांची चमक आहे, जी त्यांच्याद्वारे स्वतंत्रपणे किंवा सहजीवनातील इतर सहभागींच्या मदतीने प्राप्त होते.

• इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्स - फॉस्फरमधून गेलेल्या विद्युत प्रवाहाने उत्तेजित.

• Candoluminescence एक तेजस्वी चमक आहे.

• पदार्थ गरम करून थर्मोल्युमिनेसन्स उत्तेजित होतो.

प्रकाश स्रोतांमध्ये ल्युमिनेसेन्सचा वापर

ल्युमिनेसेंट प्रकाश स्रोत असे आहेत ज्यांची चमक ल्युमिनेसेन्सच्या घटनेवर आधारित आहे. म्हणून सर्व गॅस डिस्चार्ज दिवे फ्लोरोसेंट आणि मिश्रित रेडिएशन स्त्रोत आहेत. फोटोल्युमिनेसेंट दिवे मध्ये, इलेक्ट्रिक डिस्चार्जच्या उत्सर्जनामुळे उत्तेजित झालेल्या फॉस्फरद्वारे चमक तयार केली जाते.

पांढरे LEDs सहसा निळ्या InGaN क्रिस्टल आणि पिवळ्या फॉस्फरवर आधारित असतात.बहुतेक उत्पादकांद्वारे वापरलेले पिवळे फॉस्फर हे ट्रायव्हॅलेंट सेरिअमसह मिश्रित य्ट्रियम-अॅल्युमिनियम गार्नेटचे बदल आहेत.

या फॉस्फरच्या ल्युमिनेसेन्स स्पेक्ट्रममध्ये 545 एनएम क्षेत्रामध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण कमाल तरंगलांबी आहे. स्पेक्ट्रमचा लाँग-वेव्ह भाग शॉर्ट-वेव्ह भागावर वर्चस्व गाजवतो. गॅलियम आणि गॅडोलिनियमच्या जोडणीसह फॉस्फरमध्ये बदल केल्याने स्पेक्ट्रमचा जास्तीत जास्त भाग थंड प्रदेशात (गॅलियम) किंवा उबदार प्रदेशात (गॅडोलिनियम) हलवणे शक्य होते.

क्री LEDs मध्ये वापरल्या जाणार्‍या फॉस्फरच्या स्पेक्ट्रमनुसार, य्ट्रिअम-अॅल्युमिनियम गार्नेट व्यतिरिक्त, लाल प्रदेशात जास्तीत जास्त उत्सर्जन असलेले फॉस्फर पांढऱ्या LED फॉस्फरमध्ये जोडले जाते.

तुलनेत फ्लोरोसेंट दिवे सहLEDs मध्ये वापरल्या जाणार्‍या फॉस्फरची सेवा दीर्घकाळ असते आणि फॉस्फरचे वृद्धत्व प्रामुख्याने तापमानाद्वारे निर्धारित केले जाते. फॉस्फर सहसा थेट LED क्रिस्टलवर लावला जातो, जो खूप गरम होतो. फॉस्फरसवर परिणाम करणारे इतर घटक त्यांच्या सेवा जीवनावर कमी स्पष्ट परिणाम करतात.

फॉस्फरच्या वृद्धत्वामुळे केवळ एलईडीची चमक कमी होत नाही तर परिणामी प्रकाशाच्या सावलीत बदल देखील होतो. फॉस्फरच्या लक्षणीय बिघाडाने, ल्युमिनेसेन्सचा निळा रंग स्पष्टपणे दृश्यमान होतो. हे फॉस्फरच्या बदलत्या गुणधर्मांमुळे आहे आणि एलईडी चिपच्या अंतर्गत उत्सर्जनावर स्पेक्ट्रमचे वर्चस्व सुरू होते. फॉस्फरसच्या पृथक थराच्या तंत्रज्ञानाचा परिचय करून, त्याच्या ऱ्हास दरावर तापमानाचा प्रभाव कमी होतो.

luminescence इतर अनुप्रयोग

फोटोनिक्स मुख्यत्वे इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्स आणि फोटोल्युमिनेसन्सवर आधारित कन्व्हर्टर्स आणि प्रकाश स्रोत वापरतात: LEDs, दिवे, लेसर, ल्युमिनेसेंट कोटिंग्स इ. — तंतोतंत हे क्षेत्र आहे ज्यामध्ये ल्युमिनेसेन्सचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

याव्यतिरिक्त, ल्युमिनेसेन्स स्पेक्ट्रा शास्त्रज्ञांना पदार्थांची रचना आणि रचना अभ्यासण्यात मदत करते. ल्युमिनेसेन्स पद्धतींमुळे नॅनोकणांचे आकार, एकाग्रता आणि अवकाशीय वितरण तसेच अर्धसंवाहक संरचनांमध्ये समतोल नसलेल्या चार्ज वाहकांच्या उत्तेजित अवस्थेचे आयुष्य निश्चित करणे शक्य होते.

हा धागा पुढे चालू ठेवतो:इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट एमिटर: डिव्हाइस आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत, प्रकार