发光

光学术语

发光是物质的一种非热辐射的光发射，其延续时间比光的振动周期长很多（≫10-14秒）。发光和白炽灯这类的炽热物体的热辐射不同。热辐射的基本性质不随发热体的性质而异，发光则反映材料的特征。

分类

根据激化能量方式可分为以下几种情况：

①光致发光——用外来光激发物体引起的发光现象。其发光波长一般大于或等于激发光波长。医用x光机就是用x射线激发荧光粉，产生可见光。

②电致发光——电能直接转换为光能的发光现象。过去曾称场致发光，如放电所产生的发光。日光灯是电致发光和光致发光的结合：灯中的汞原子由于两电极放电而被激发，汞原子发出的紫外线被管壁上的荧光粉接收转换成可见光。电视屏幕也是电致发光。

③放射发光——放射性物质激发的发光。钟表或仪表上的发光涂料就是利用放射发光。它们含荧光粉和放射性物质氚或镭。

④化学发光——化学反应引起的发光。某些化学反应，特别是氧化反应释放的能量可以激发电子。对于发光分子，这就可以产生化学发光，如化合物鲁米诺的化学发光。

⑤生物发光——在生物体中发生的一种特殊形式的发光。如萤火虫等。发光效率可达100%。

应用领域

发光的主要应用领域是在光源、显示器件、探测器件和光电子器件方面。另外还可以作无机化学上的痕量分析，蛋白质、核酸等的有机分子的分析；可以在医学上用作诊断；在石油、造纸、食品、金属加工以及其它工业和农业上也有应用。1986年诺贝尔（化学）奖获得者Polanyi就是利用红外化学发光分析新形成的分子的结构和性质。

对于无机的绝缘体或半绝缘体，由其发光光谱可以分析发光中心的结构，激活剂离子可能占据的格位。发光还能非常生动地显现能量传递过程。

在植物的叶绿体中，含有各种色素，它们的发光被用来研究光合作用中，植物吸收的光能是怎样传递怎样转化为化学能以供水和二氧化碳进行化合之用的。

纯净半导体的发光能提供它们能带结构和性质的信息，发光还能显现出各种元激发的光谱。图示GaAs的光致发光光谱，激子的吸收如二条虚线所示。根据理论，激子和光子可以耦合生成极化激元，具有二个能量相差很小的状态。这在实验中得到证实，它们出现在紧靠激子吸收线的两侧（箭头所示）。发光还能够提供施主或受主能级的结构细节，即它们未离化前的一些激发态，以及各种各样的复合发光光谱。过热发光提供过热电子的分布、散射的信息。这对高速响应的半导体器件极其重要。

光谱与效率

材料的发光光谱有三种类型：

宽带——半宽度为100nm，如CaWO4；

窄带——半宽度为50nm，如Sr（PO4）3Cl: Eu3+；

线谱——半宽度为0.1nm，如GdVO4: Eu3+.

发光效率有3种表示方法:量子效率——指发光的量子数与激发源输入的量子数的比值；

能量效率——指发光的能量与激发源输入的能量的比值；

光度效率——指发光的光度与激发源输入的光度的比值。

光的概念

光是一种以电磁波形式存在的物质。电磁波的波长范围很宽，包含了无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、宇宙射线等。其中，波长为380nm～780nm的电磁波能够引起人眼的视觉反应，因而称为可见光。光是可逆的。

处于基态的分子中的电子吸收能量（电、热、化学和光能等）被激发至激发态，这些处于激发态的电子，通常以辐射跃迁方式或无辐射跃迁方式再回到基态。

辐射跃迁：荧光、磷光的发射。