(整理)光学材料讲稿
光学材料讲稿
光学材料一、引言光充满着整个宇宙，各种星体都在发光：远红外光、红外光、可见光、紫外光，以及X射线等。
我们生活在光的世界里，整天都在和光打交道，白天靠日光，黑夜靠灯光，夜间在野外可能还要靠星光定方向。
要利用光，就要创造工具，就要有制造工具的材料—光学材料。
自然界中存在一些天然或合成的光学材料，如我国的夜明珠、发光壁；印度的蛇眼石、叙利亚的孔雀暖玉等。
这些材料具有奇异的发光现象，能在无光的环境下放出各种色泽的晶莹光辉。
由于这些光学材料稀有，因而被视为人间珍宝，其主要作用成了权力和财富的象征。
在春秋战国时期，墨子就研究了光的传播规律，接着出现了最古老的光学材料—青铜反光镜。
17世纪，瑞士人纪南成功地熔制出光学玻璃，主要用于天文望远镜。
随后，欧洲出现了望远镜和三色棱镜，人工制造的光学玻璃成为主要光学材料。
19世纪和20世纪初是世界光学工业形成的主要时代，以望远镜(包括天文望远镜和军用望远镜)、显微镜、光谱仪以及物理光学仪器(包括很多种医用光学仪器)四大类为主体，建立了光学工业。
如今，光学材料已经在国民经济和人民生活中发挥着重要作用。
最简单的例子，一个人如果眼睛发生了病变，只能看清近处而看不清远处的物体(称近视)，或者只能看清远处而看不清近处的物体(称远视)，达就需要配戴眼镜来进行校正。
戴上眼镜后，入射光线先经过眼镜片发散(或会聚)后再进入人眼水晶体，就能使景物上的光线正确地聚焦在视网膜上，于是，一副直径5厘米左右的光学眼镜片就能消除眼疾给人带来的苦恼。
现在，工农业生产、科学研究和人类文化生活等需要使用显微镜、望远镜、经纬仪、照相机、摄像机等各种光学仪器，核心部分都是由光学材料制造的光学零件。
所以，光学材料已经成为人们社会必不可少的功能材料之一。
光学材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而改变光线的光谱成分。
1工程光学讲稿(球面)
（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比和入射角的大小无关，只与两种
介质的折射率有关。折射定律可表示为:
siInn' 或nsiIn n'siIn ' siIn ' n
I I''
n
在折射定律中，若令n’ = -n,则得到反射定律，因此 n'
I'
可将反射定律看成是折射定律的一个特例。根据这一特点
，在光线反射的情况下，只要令 n’ = -n，所有折射光线传播的计算均适
1工程光学讲稿 (球面)
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上篇 几何光学与成像理论
第一章 几何光学基本定律与成像概念
第一节 几何光学的基本定律 第二节 成像的基本概念与完善成像条件 第三节 光路计算与近轴光学系统 第四节 球面光学成像系统
2
一、光学 - 简介
光学真正形成一门科学，应该 从建立反射定律和折射定律的时代 算起，这两个定律奠定了几何光学 的基础。 光学 - 定义
费马原理：
B
s A ndl
dl A
光线从一点传播到另一点，无论经过多少次折射和反射，其
光程为极值（极大、极小、常量），也就是说光是沿着光程为极
值的路径传播。
利用费马原理，可以导出光的直线传播定律和反射、折射定17 律。
利用费马原理证明反射定律 设：A为点光源（x1，0，z1）
B为接受光源（x2，0，z2） P为光线的入射点（x，y，0） 由费马原理求光程的极值得：
合反射光线。
12
例题：一个圆柱形空筒高16cm，直径12cm。人眼若在离筒侧某处能见到筒 底侧的深度为9cm；当筒盛满液体时，则人眼在原处恰能看到筒侧底。求该 液体的折射率。
工程光学讲稿(典型)
由图可知：ab = - pε ΔabA2∽ΔA2cd
Dp p2
p
p2 p
;
p2
pDp Dp p
由ΔA1ab∽ΔA1cd
Dp p
p1 p p1
;
p1
pDp
Dp p
远景深
1
p
p1
p2 Dp p
p2 近景深 2 p2 p Dp p 若眼睛调节在无限远，P＝∞，远、近景深距离为
P1∞＝+DP/ε
2’×250×0.00029≤ 0.5λΓ / NA≤ 4’×250×0.00029
取 λ＝0.000555mm得
523NA≤ Γ ≤1046NA
取近近似
500NA≤ Γ ≤1000NA
五、显微镜的景深
定义：人眼通过显微镜调焦在某一平面（对准平面）上时，在对准平面前和
后一定范围内物体也能清晰成像，能清晰成像的远、近物平面之间的距离称
锥状细胞：感光能力差，但它们能
对各色光有不同的感受。
适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度。
明适应和暗适应：由暗处进入亮处，瞳孔自动缩小；由亮处进入暗处，瞳孔自
动放大。
四、眼睛的分辨率
1、眼的分辨能力：眼能够分辨最靠近两相邻点的能力称为眼的分辨能力，或 视觉敏锐度。
2、视角：物体对人眼的张角称作视角。 3、视角鉴别率ε：
二、显微镜的线视场
孔径光阑、入瞳 视场光阑
入窗 y
F1’ Δ F2 D
-y’
ω’
出瞳
出窗 -y”
物镜
fe
目镜
显微镜的线视场取决目镜焦平面上的视场光阑的大小，设视场光阑的
直径为D，则显微镜的线视场为 2y=D/β
光学功能材料课件
为了实现可持续发展，光学功能材料 产业需要注重循环经济。通过回收、 再利用废弃的光学元件和材料，减少 对自然资源的依赖，降低环境负担。 同时，推动产学研合作，加强技术创 新和人才培养，为光学功能材料的可 持续发展提供有力支持。
THANKS
感谢观看
太阳能电池
太阳能电池中的减反射膜能够 减少入射光的反射损失，提高
光电转换效率。
05
新型光学功能材料
光子晶体
定义
光子晶体是一种具有周期性折射 率变化的介质，能够影响光的传
播行为。
特性
光子晶体具有禁带特性，即某些特 定频率的光不能在其中传播，类似 于电子在半导体中的行为。
应用
光子晶体可用于制造高效的光子器 件，如光子晶体激光器、光子晶体 光纤等。
光学功能材料课件
• 光学功能材料概述 • 光学玻璃 • 光学晶体 • 光学薄膜 • 新型光学功能材料 • 光学功能材料的未来发展趋势
01
光学功能材料概述
光学功能材料的定义
定义描述
光学功能材料是指那些具有特殊 光学性质，能够通过光的吸收、 发射、传输、调制等实现一种或 多种特定光学功能的材料。
特征说明
光学玻璃
如冕玻璃、火石玻璃等，具有优异的成像质量和光学稳定 性，用于制造各类透镜、棱镜和窗口。
非线性光学晶体
如磷酸二氢钾（KDP）、铌酸锂（LiNbO3）等，能够实 现光频转换、光开关、光调制等功能，应用于激光技术、 光通讯和光信息处理中。
光学功能材料的应用领域
01
02
03
04
05
光电子领域：用于制造 光电子器件，如激光器 、光放大器、光调制器 等。
02
光学玻璃
光学玻璃的定义和性质
第八章 光学材料课件
2018/7/17
第一节 激光材料
1960年，世界上第一个一红宝石（Al2O3：Cr3＋）
为工作物质的固体激光器研制成功，使得光学的 发展进入了一个新的发展阶段。
激光与一般的光不同的是纯单色，具有相干性，
因而具有较大的能量密度。
中文名称：激光 英文名称：laser
定义：由受激发射的光放大产生的辐射。 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
半导体激光器的工作原理 半导体激光器是一种相干辐射光源，要使它能产生激光，必须具备三个基本条件: (1)增益条件:建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布。在半导体中代表电子能量的是由 一系列接近于连续的能级所组成的能带，因此在半导体中要实现粒子数反转，必须在两个能 带区域之间，处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多，这靠给同质 结或异质结加正向偏压，向有源层内注人必要的载流子来实现，将电子从能量较低的价带激 发到能量较高的导带中去.当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发 射作用. (2)要实际获得相干受激辐射，必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡， 激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的，通常在不出光的那一端镀 上高反多层介质膜，而出光面镀上减反膜.对F-p腔(法布里一拍罗腔)半导体激光器可以很方 便地利用晶体的与P一n结平面相垂直的自然解理面构成F一P腔. (3)为了形成稳定振荡，激光媒质必须能提供足够大的增益，以弥补谐振腔引起的光损耗及 从腔面的激光输出等引起的损耗，不断增加腔内的光场.这就必须要有足够强的电流注入， 即有足够的粒子数反转，粒子数反转程度越高，得到的增益就越大，即要求必须满足一定的 电流阀值条件.当激光器达到阀值，具有特定波长的光就能在腔内谐振并被放大，最后形成 激光而连续地输出.可见在半导体激光器中，电子和空穴的偶极子跃迁是基本的光发射和光 放大过程。对于新型半导体激光器而言，人们目前公认量子阱是半导体激光器发展的根本动 力.量子线和量子点能否充分利用量子效应的课题已延至本世纪，科学家们已尝试用自组织 结构在各种材料中制作量子点，而GaInN量子点已用于半导体激光器.另外，科学家也已经做 出了另一类受激辐射过程的量子级联激光器，这种受激辐射基于从半导体导带的一个次能级 到同一能带更低一级状态的跃迁，由于只有导带中的电子参与这种过程，因此它是单极性器 件.
光学材料讲稿.doc
光学材料讲稿光学材料一、引言光充满着整个宇宙，各种星体都在发光：远红外光、红外光、可见光、紫外光，以及X射线等。
我们生活在光的世界里，整天都在和光打交道，白天靠日光，黑夜靠灯光，夜间在野外可能还要靠星光定方向。
要利用光，就要创造工具，就要有制造工具的材料—光学材料。
自然界中存在一些天然或合成的光学材料，如我国的夜明珠、发光壁；印度的蛇眼石、叙利亚的孔雀暖玉等。
这些材料具有奇异的发光现象，能在无光的环境下放出各种色泽的晶莹光辉。
由于这些光学材料稀有，因而被视为人间珍宝，其主要作用成了权力和财富的象征。
在春秋战国时期，墨子就研究了光的传播规律，接着出现了最古老的光学材料—青铜反光镜。
17世纪，瑞士人纪南成功地熔制出光学玻璃，主要用于天文望远镜。
随后，欧洲出现了望远镜和三色棱镜，人工制造的光学玻璃成为主要光学材料。
19世纪和来还试用在CaS、SrS等基质中掺杂稀土元素的材料。
交流场致发光的效率较高，可以达到15lm/W，所以历来场致发光的研究和应用都以交流场致发光为主，常用材料如下表所示。
交流场致发光材料发光材料发光颜色发光光谱峰值/nmZnS：Cu浅蓝455ZnS：Cu，Al绿510ZnS：Cu，Mn黄580(Zn，Cd)(S，Se)：Cu橙红650在场致发光材料中，最受人重视的是薄膜。
薄膜的交流场致发光已经应用。
它的机理和粉末材料中的过程一样，只是它不需要介质．而且可在高频电压下工作，发光亮度很高．发光效率也高。
而且寿命可达104h以上。
场致发光薄膜的制备主要是用真空蒸发的方法，所得薄膜是多晶的。
作为蒸发源，可以用已经焙烧好的交流场致发光材料．也可用组成薄胺化合物的成分分别为源，使它们同时蒸发。
2.5、发光二极管材料发光二极管是一种辐射光的半导体二极管。
施加正向电压时，通过pn结分别把n区电子注入到p区，p 区空穴注入到n区，电子和空穴复合发光，把电能直接转换成光能。
发光二极管所用材料应该具有下述特性：1、发光在可见光区，Eg≥1.8eV，λ≤700nm；2、材料必需容易作成n型及p型；3、有效率高的发光中心或复合发光；4、效率降到初始值一半的时间要大于105h，5、材料要能生长成单晶，并能规模生产正价廉。
工程光学讲稿(平面)(完整)
Q
O1
-I1 I’’1 I2 -I’’2
A
O2
R
α
P
△O1O2M，有
(- I1 + I''1) = ( I2 - I’’2 )+β ,
N β
根据反射定律：
α
M
I1 = I”1 ; I2 = I’’2 β ＝2 ( I’’1 - I2 ) 在△O1O2N中，有
Q
O1
A -I1 I’’1 O2
R
α
P
nl '
n' l
l' l n' n
1
这说明正立的像与物等距离的分布在镜面的二边，大小相等，虚实相反。 因此，像与物完全对称于平面镜。
3、镜像与一致像 ①所谓镜像是指若物为右手坐标，像为左手坐标，这种像叫为镜像。
特点：像与物上、下同向，但左右却颠倒，它可通过奇次反射得到。 ② 一致像：物为右手坐标，像也为右手坐标，即物与像是完全一致的，它 可通过偶次反射来得到。 总结：（1）奇数次反射成镜像，偶数次反射成与物一致的像。
目前使用的军用观察望远镜，由于在系统中使用了棱镜，所以它不需要 加入倒像透镜组即可获得正像，同时又可大大地缩小仪器的体积和重量。
此外，在很多仪器中，根 据实际使用的要求，往往需要 改变共轴系统光轴的位置和方 向。例如在迫击炮瞄准镜中， 为了观察方便，需要使光轴倾 斜一定的角度，如图所示。
利用棱镜或平面镜的旋转，就可以 观察到四周的情况，如图中的周视瞄准 镜。 平面镜、棱镜系统主要作用有： ① 将共轴系统折叠以缩小仪器的体积和 减轻仪器的重量； ② 改变像的方向——起倒像使用； ③ 改变共轴系统中光轴的位置和方向； ④ 利用平面镜或棱镜的旋转，可连续改 变系统光轴的方向，以扩大观察范围。
《光学材料》课件
光学材料概述光学材料的制备技术光学材料的应用案例光学材料的发展趋势与展望结论
光学材料概述
01
总结词
光学材料是指能够传输、反射、吸收或散射光线的材料，通常分为透明、半透明和不透明三种类型。
详细描述
光学材料是指能够传输、反射、吸收或散射光线的材料，是光子学和光电子学领域中重要的基础材料。根据其光学特性和应用需求，光学材料可以分为透明、半透明和不透明三种类型。透明光学材料具有高透光性，适用于制造眼镜、镜头等光学元件；半透明光学材料具有中等透光性，适用于制造滤光片、分束器等元件；不透明光学材料具有遮光性或反射性，适用于制造遮光板、反射镜等元件。
总结词：光学材料的基本性质包括折射率、透过率、反射率、吸收系数等，这些性质决定了光学材料在特定波长范围内的光学性能。
总结词：光学材料广泛应用于信息显示、照明、摄影、通讯、医疗等领域，是支撑现代信息社会的重要基础。
光学材料的制备技术
02
利用化学反应在气相中形成光学材料薄膜的方法。
化学气相沉积法
总结词
光学材料在光电子领域的应用前景广阔，将为光电子技术的发展提供重要支撑。
详细描述
随着光电子技术的快速发展，光学材料在光通信、光显示、激光器等领域的应用越来越广泛，将为光电子器件的性能提升和成本降低做出重要贡献。
光学材料的应用已经不仅仅局限于光电子领域，在其他领域也有着广泛的应用前景。
总结词
光学材料在生物医学、环境监测、能源等领域的应用逐渐增多，为解决人类面临的重大问题提供了新的思路和方法。
通过物理过程将材料原子或分子从源物质中溅射出来，并在基底上沉积成膜的方法。
物理气相沉积法
通过将前驱物溶液在液相中发生水解和聚合反应，形成溶胶，再经凝胶化、干燥、热处理后制得光学材料的方法。
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光学材料一、引言光充满着整个宇宙，各种星体都在发光：远红外光、红外光、可见光、紫外光，以及X射线等。
我们生活在光的世界里，整天都在和光打交道，白天靠日光，黑夜靠灯光，夜间在野外可能还要靠星光定方向。
要利用光，就要创造工具，就要有制造工具的材料—光学材料。
自然界中存在一些天然或合成的光学材料，如我国的夜明珠、发光壁；印度的蛇眼石、叙利亚的孔雀暖玉等。
这些材料具有奇异的发光现象，能在无光的环境下放出各种色泽的晶莹光辉。
由于这些光学材料稀有，因而被视为人间珍宝，其主要作用成了权力和财富的象征。
在春秋战国时期，墨子就研究了光的传播规律，接着出现了最古老的光学材料—青铜反光镜。
17世纪，瑞士人纪南成功地熔制出光学玻璃，主要用于天文望远镜。
随后，欧洲出现了望远镜和三色棱镜，人工制造的光学玻璃成为主要光学材料。
19世纪和20世纪初是世界光学工业形成的主要时代，以望远镜(包括天文望远镜和军用望远镜)、显微镜、光谱仪以及物理光学仪器(包括很多种医用光学仪器)四大类为主体，建立了光学工业。
如今，光学材料已经在国民经济和人民生活中发挥着重要作用。
最简单的例子，一个人如果眼睛发生了病变，只能看清近处而看不清远处的物体(称近视)，或者只能看清远处而看不清近处的物体(称远视)，达就需要配戴眼镜来进行校正。
戴上眼镜后，入射光线先经过眼镜片发散(或会聚)后再进入人眼水晶体，就能使景物上的光线正确地聚焦在视网膜上，于是，一副直径5厘米左右的光学眼镜片就能消除眼疾给人带来的苦恼。
现在，工农业生产、科学研究和人类文化生活等需要使用显微镜、望远镜、经纬仪、照相机、摄像机等各种光学仪器，核心部分都是由光学材料制造的光学零件。
所以，光学材料已经成为人们社会必不可少的功能材料之一。
光学材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而改变光线的光谱成分。
光学材料主要包括光纤材料、发光材料、红外材料、激光材料和光色材料等。
光纤材料已在信息材料中介绍，这里主要介绍余下的几种光学材料。
二、发光材料2.1、发光现象发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程，是热辐射之外的另一种辐射现象。
光子是固体中的电子在受激高能态返回较低能态时发射出来的。
当发出光子的能量在1.8-3.1eV时，便是可见光。
要使材料发光所需吸收的能量可从较高能量的电磁辐射(如紫外光)中得到，也可从高能电子或热能、机械能和化学能中得到。
发光材料是指吸收光照，然后转化为光的材料。
发光材料的晶格要具有结构缺陷或杂质缺陷，材料才具有发光性能。
结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起的发光称为自激活发光。
所以制备发光材料采用合适的基质十分重要。
如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫激活发光，掺入的微量杂质一般都充当发光中心，称为激活剂。
得到实际应用的发光材料大多是激活型发光材料。
材料发光时，吸收外界的能量，从而产生高能电子和空穴，它们经过相互碰撞，又产生能量较低的电子及空穴。
这个过程一直持续下去，直到电子的能量降到和发光体禁带能量相匹配为止，期间发出光子产生光。
发光的特征有三个：1、发光材料的发光颜色彼此不同，都有它们各自特征。
人们可以选用不同的发光材料以得到各种发光颜色。
已有发光材料的种类很多，它们发光的颜色也足可覆盖整个可见光的范围。
材料的发光光谱可分为下列3种类型：宽带：半宽度一100nm，如CaWO4；窄带：半宽度一50nm，如Sr2(PO4)Cl：Eu3+；线谱：半宽度一0.1nm，如GdVO4：Eu3+。
究竟一个材料的发光光谱属于哪一类，这既与基质有关，又与杂质有关。
例如把Eu3+离子掺进不同的基质中时，上述3种类型的发光部可得到，而风，随着基质的改变．发光的颜色也可改变。
2、发光的第二个特征是它的强度。
由于发光强度是随激发强度而变的，通常用发光效率来表征材料的发光能力。
事实上，发光效率也同激发强度有关，在激光未出现前，电子束的能量较高．强度也较大，所以一股不发光或发光很弱的材料，在阴极射线激发下则可发出可觉察的光或较强的光。
但在激光出现后，因为激光的强度可以＞107W/cm2，在它激发下很容易引起发光。
3、发光的第三个特征是发光持续时间。
最初发光分为荧光及磷光两种。
荧光是指在激发时发出的光，磷光是指在激发停止后发出的光。
现在瞬态光谱技术已经把测量的范围缩小到1ps(10-12s)以下，最快的脉冲光输出已可短到8fs(1fs＝10-16s)，所以，荧光及磷光的时间界限已不清楚。
但必须指出．发光总是延迟于激发的，所以在应用中就硬性规定当激发停止时的发光亮度从J0衰减到J0的10％时，所经历的时间为余辉时间它可以划分为6个范围：极短余辉：＜1μs；短余辉：1-10μs；中短余辉：10-2-1ms；中余辉：1-100ms；长余辉：0.1-1s；极长余辉：＞1s。
发光材料的种类很多，自然界中很多物质都或多或少的可以发光。
比较有效的发光材料中有无机化合物，也有有机化合物；有固体、液体，也有气体。
但是，从当代的显示技术所用的发光材料看，则主要是无机化合物，而且主要是固体材料，少数气体材料。
在固体材料中，又主要是禁带宽度比较大的绝缘体，其次是半导体。
使用得最多的发光材料是粉末状的多晶，其次是单晶和薄膜。
根据发光的类型，可把发光材料分为光致发光材料、阴极射线发光材料、X射线发光材料、场致发光材料、发光二极管等。
2.2、光致发光材料光致发光是指发光材料从较高能量的光辐射(如紫外光)中得到能量，击发光子发光的现象，光致发光材料主要是荧光粉。
早期的荧光粉是MgWO4与(Zn、Be)2SiO4：Mn2+，其中MgWO4是一种激活剂含量为100%的发光材料，因为其晶格中每一个八面体钨酸根军能够发光，因而不存在猝灭。
将这两种荧光粉进行混合，可用于荧光灯中，涂在充满汞的玻璃管内侧。
汞在电场作用下放电产生紫外线，照射到荧光粉上，荧光粉则吸收紫外线的能量，将其转化为白光放出。
荧光粉中如入大量的稀土离子可使光的流明效率和显色性能得到显著提高。
现代的荧光粉中包含的稀土离子主要有：二价的铕离子Eu2+、三价的铈、铽、钇和铕离等Ce3+、Tb3+、Y3+、Eu3+。
发红光的荧光粉有Y2O3：Eu3+，它可满足作为发红光荧光粉的所有条件，其发射光峰值位于613nm，其他位置的发生光相当弱。
它容易被254nm的射线所激发，量子效率相当高，接近100%。
发蓝光的含Eu3+荧光粉有BaMgAl10O17：Eu3+、Sr3(PO4)3Cl：Eu3+和Sr2Al6O12：Eu3+等。
发绿光的离子是Tb3+，由于所处的能量太高，不能有效的产生254nm激发，因而常使用Ce3+做为敏化剂，使其能耐有效吸收254nm的辐射。
蓄光型发光材料也是光致发光材料中的重要一种，它更注意其发光的衰减规律和热释光性能。
将蓄光型发光材料可直接制成各种制品应用，如发光涂料、塑料膜板、纤维、陶瓷和玻璃等。
2.3、阴极射线发光材料:阴极射线发光是在真空中从阴极出来的电子经加速后轰击荧屏所发出的光。
所以，发光区域只局限于电子所轰击的区域附近：又由于电子的能量在几千电子伏以上，除发光以外，还可以产生x射线。
常用的阴极射线发光材料如下表所示。
阴极射线发光材料材料组成发光颜色相对亮度10%余辉/ms 用途Zn2SiO4：Mn 绿>95% <30 示波管ZnS：Ag 紫蓝>95% >0.5 双层显示波管ZnO：Zn 青白>95% <0.01 飞点扫描管(Zn，Cd)S：Ag 黄>95% <1 黑白显像管ZnS：Ag 蓝>95% <1 黑白显像管ZnS：Ag，Ni 蓝>95% <0.05 照明记录示波管Zn(S，Se)：Cu 黄绿>95% <1 红外变像管ZnS：Cu 黄绿>95% <2 示波管KMgF3：Mn 橙>95% >250 雷达指示管ZnS：Ag 蓝>95% <1 彩色显像管ZnS：Ag，Cu 黄绿>95% <2 示波管Y2O3：Eu 红>95% <1 彩色显像管Y2O3S：Eu 红>95% <5 彩色显像管(Cd，Zn)S：Cu，Al 黄>95% <1 黑白显像管使用阴极射线发光材料时。
除了考虑它的亮度及影响亮度的几种因素外，还必须选择另外两个重要的特性，发光颜色及衰减。
这时可用的发光体的种类就很有限。
如在飞点扫描管中要求发光余辉特别短，雷达屏中则要求发光余辉特别长。
飞点扫描管要求发光的上升及衰减都很快，约＜10-7s。
从发光中心看，Ce2+可以满足这个要求，Y2SiO3：Ce、Y3A15O12：Ce及它们的混合物的余辉约为10-7-10-8s。
雷达与此相反．它的显示屏要求长余辉。
一般采用双层屏。
在电子束轰击下，电子束激发第一层材料ZnS：Ag，发出短余辉的蓝光，它再激发第二层材料(Zn，Cd)S：Cu，Al，发射长余辉的黄光。
阴极射线发光材料可用于制备阴极射线管，具有广泛的用途。
阴极射线管可大量用于制造彩色电视机的显像管，对人们的生活造成巨大影响。
阴极射线管还可用于示波器、雷达以及特殊要求的显示屏。
发光亮度高的阴极射线管则可用于投影管、飞机上的平视仪及露天的大屏幕显示等。
2.4、场致发光材料半导体材料在外电场作用下，出现发光的现象称为场致发光。
如在一面电极为透明导电玻璃的平板式电容器中，放进几十μm厚的混有介质的发光粉，然后在两个电极之间加上约百伏的电压，就可从玻璃—面看到发光。
半导体材料场致发光的微观过程主要是碰撞激发或离化杂质中心。
半导体材料与金属电极相接的界面上将形成一个势垒，电子从金属电极一侧隧穿到半导体的几率明显增大。
电压升高后，几率进一步增大。
电子进入半导体后随即被半导体内的电场加速，动能增加。
当它与发光中心或基质的某个原子发生碰撞，会将一部分能量交给中心或者基质的电子，使它们被激发或被离化。
前者，电子从激发态跃迁到基态时，就发射出光来；后者，电子进入导带而为整个晶格所有，电子与离化中心复合时，就发出光束。
用交流电压或直流电压都可得到发光。
直流场致发光材料本身就是一个可以传导电流的半导体，最常用的直流场致发光粉末材料有ZnS：Mn，Cu，亮度约350Cd/m2，发光效率为0.5lm/W；；其他如ZnS：Ag可以发出蓝光；(ZnCd)S：Ag可以发出绿光，改变配比(ZnCd)S：Ag可以发出红光。
近年来还试用在CaS、SrS等基质中掺杂稀土元素的材料。
交流场致发光的效率较高，可以达到15lm/W，所以历来场致发光的研究和应用都以交流场致发光为主，常用材料如下表所示。