固體發(fā)光光源

固體發(fā)光材料在電場激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為場致發(fā)光，它是將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的過程，又稱為電致發(fā)光。利用這種現(xiàn)象制成的器件稱為電致發(fā)光器件，如電致發(fā)光屏、發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器。

固體發(fā)光光源常見類型

1、場致發(fā)光光源

兩電極之間的固體發(fā)光材料在電場的激發(fā)下而發(fā)光的光源，又叫本征電致發(fā)光光源。在外加電場的作用下，熒光粉發(fā)光層晶體中的電子被加速，達(dá)到較高能量，并與發(fā)光中心碰撞離化。當(dāng)受激發(fā)的發(fā)光中心退回到基態(tài)，或者電子與空穴負(fù)荷時(shí)，高速電子釋放出能量而發(fā)光。場致發(fā)光光源按其激發(fā)方式和發(fā)光層結(jié)構(gòu)分為交流粉末、直流粉末、交流薄膜和直流薄膜場致發(fā)光光源4種，后兩者用得較多。

場致發(fā)光光源的發(fā)光亮度隨激勵(lì)電壓的增加而迅速提高，隨電壓頻率的升高呈現(xiàn)增大，約到數(shù)千赫時(shí)，出現(xiàn)飽和趨勢，甚至亮度下降。交流場致發(fā)光光源的最大光效率已達(dá)1～14lm/W，壽命在1萬h以上，是一種低照度的面光源，主要用在特殊環(huán)境的指示和照明。

2、發(fā)光二極管

在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED（LightEmittingDiodes）。

LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前廣泛使用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于LED工作電壓低（僅1.5～3V），能主動(dòng)發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動(dòng)、壽命長（10萬h），所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無其他的顯示方式與LED顯示方式匹敵。

資料顯示，LED光源比白熾燈節(jié)電87%、比熒光燈節(jié)電50%，而壽命比白熾燈長20～30倍、比熒光燈長10倍。LED光源因具有節(jié)能、環(huán)保、長壽命、安全、響應(yīng)快、體積小、色彩豐富、可控等系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是節(jié)電降能耗的最佳實(shí)現(xiàn)途徑。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，21世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代，被稱為第四代新光源。LED半導(dǎo)體發(fā)光二極管，是國際公認(rèn)的下一代固態(tài)照明光源，現(xiàn)已經(jīng)在一些照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，這將引發(fā)照明工業(yè)的新飛躍，給社會(huì)帶來巨大的能源和環(huán)保效應(yīng)。