第8章 发光材料的性能表征
材料的光学性能
石英等透明材料在红外区的反常色散
当光束通过平整光滑的表面入射到 各向同性介质中去时,它将按照折 射定律沿某一方向折射,这是常见 的折射现象。研究发现,当光束通 过各向异性介质表面时,折射光会 分成两束沿着不同的方向传播,见 图,这种由一束入射光折射后分成 两束的现象称为双折射。许多晶 体具有双折射性质,但也有些晶体 (例如岩盐)不发生双折射。双折射 的两束光中有一束光的偏折方向 符合折射定律, 所以称为寻常光(或 O光)。另一束光的折射方向不符 合折射定律,被称为非常光(或e光)。 一般地说,非常光的折射线不在入 射面内,并且折射角以及入射面与 折射面之间的夹角不但和原来光 束的入射角有关,还和晶体的方向 有关。
材料的光学性能
众所周知,材料对可见光的不同吸收和反射性能使我们周围的世界呈现五光 十色。 金和银对红外线的反射能力最强,所以常被用来作为红外辐射腔内的镀层。 玻璃、石英、金刚石是熟知的可见光透明材料 金属、陶瓷、橡胶和塑料在一般情况下对可见光是不透明的。 橡胶、塑料、半导体锗和硅却对红外线透明。因为锗和硅的折射率大,故被 用来制造红外透镜。 许多陶瓷和密胺塑料制品在可见光下完全不透明,但却可以在微波炉中作食 品容器,因为它们对微波透明。 玻璃、塑料、晶体、金属和陶瓷都可以成为光学材料。 钕玻璃是应用最广泛的大功率激光发射介质。 发光材料的进步对于信息显示技术有重要意义,它给人类的生活带来了巨大 的变化:1929年成功地演示了黑白电视接收机;1953年出现了彩色电视广 播;1964年以稀土元素的化合物为基质和以稀土离子掺杂的发光粉问世,成 倍地提高了发红光材料的发光亮度,这一成就使得“红色”能够与“蓝色” 和“绿色”的发光亮度相匹配,实现了如今这样颜色逼真的彩色电视。
光的传播特性的基本规律。
发光材料荧光性能测试实验报告
1、打开电脑，打开光度计电源，间隔1-2分钟后方能打开仪器控制软件。
2、仪器预热30分钟，待灯源稳定。
3、在所提供的样品中随机选一样，小心装入样品盘，稍旋紧样品盖之ห้องสมุดไป่ตู้，置于样品室内。
4、设置软件参数
5、点击扫描，不断调整参数，找到使样品发出最大强度光的波长范围及样品发光波长范围。
数据处理
（1）在445nm波长光激发下，得到如下激发光谱，由发射谱可以看出最佳发射波长约为590nm左右。
（2）选用590nm为激发光,得到如上发射光谱。
（3）由图线得，该荧光材料的发射谱峰波长515.4nm,激发谱峰为590.4nm。
发光材料荧光性能测试
实验目的
1、掌握光致发光的基本过程，掌握激发光谱和发射光谱的基本含义
2、掌握发光材料发射光谱和激发光谱的测试方法。
实验原理
发光材料主要是指材料吸收外来能量后所发出的总辐射中超过热辐射的部分。发光材料的发光需要外界能量的激发，根据击发方式不同发光方式可以分为光致发光、阴极射线发光、电致发光、X射线及高能粒子发光等。以光致发光为例，当用激发光照射某些物质时，处于基态的分子吸收激发光发生跃迁，达到激发态，这些激发态经过弛豫过程损失一部分能量后，以无辐射跃迁回到激发态的低振动能级，再从此能级返回基态，此过程中多余的能量以光子的形式释放。激发光谱和发射光谱是表征发光材料两个重要的性能指标。激发光谱是指发光材料在不同波长激发下，该材料的某一波长的发光谱线的强度与激发波长的关系。激发光谱反映了不同波长的光激发材料的效果。根据激发光谱可以确定使该材料发光所需的激发光的波长范围，并可以确定某发射谱线强度最大时的最佳激发波长。激发光谱对分析材料的发光过程也具有重要意义。发射光谱是指在某一特定波长激发下，所发射的不同波长的光的强度或能量分布。激发光谱和发射光谱通常采用荧光分光光度计进行测量。其基本结构包括光源，单色器，试样室，单色器和探测器。常用光源为氙灯，单色器多为光栅，探测器多用光电倍增管。荧光分光光度计工作原理：由光源氙弧灯发出的光通过切光器使其变为断续之光以及激发光单色器变成单色光，此光即为荧光物质的激发光，被测的荧光物质在激发光照射下所发出的荧光，经过单色器变成单色荧光后照射于测试样品用的光电倍增管上，由其所发生的光电流经过放大器放大输出至记录仪，激发光单色器和荧光单色器的光栅均有电动机带动的凸轮所控制，当测绘荧光发射光谱时，将激发光单色器的光栅固定在最适当的激发光波长处，而让荧光单色器凸轮转动，将各波长的荧光强度讯号输出至记录仪上，所记录的光谱即为发射光谱，简称荧光光谱。当测绘荧光激发光谱时，将荧光单色器的光栅固定在最适当的荧光波长处，只让激发单色口的凸轮转动，将各波长的激发光的强度输出至记录仪，所记录的光谱即激光光谱。
光学材料的发光性能研究
光学材料的发光性能研究光学材料作为一种重要的功能性材料，具有广泛的应用前景。
其中，发光性能是光学材料的重要性能之一，对于光电器件、显示技术等领域具有重要意义。
本文旨在探讨光学材料的发光性能以及相关研究进展。
一、发光机制光学材料的发光机制多种多样，可以通过多种途径激发其发光特性。
其中，最常见的包括：激发态自发辐射发光、荧光发光和磷光发光。
这些发光机制在不同条件下表现出不同的性能，因此深入了解光学材料的发光机制对于优化其发光性能具有重要意义。
二、影响因素分析光学材料的发光性能受到多种因素的影响，其中包括材料的化学组成、结构、形貌和外界环境等。
化学组成是影响材料发光性能的关键因素之一，不同元素的掺杂可以改变材料的能带结构，从而影响材料的发光特性。
此外，材料的晶体结构和形貌也会对其发光性能产生显著影响。
最后，外界环境因素如温度、压力等也会对光学材料的发光性能产生一定的影响。
三、发光性能研究方法为了深入研究光学材料的发光性能，科学家们提出了各种研究方法。
其中，最常用的包括荧光光谱、磷光光谱、显微镜观察、光电子能谱和扫描电镜等。
这些方法可以提供关于材料的发光峰值、发光强度、荧光寿命等信息，以及对材料结构和形貌进行表征。
四、研究进展随着科技的进步和研究的深入，光学材料的发光性能研究得到了广泛关注。
目前，研究者们在发光材料的合成、改性和应用方面取得了重要进展。
例如，一些新型的有机荧光材料和无机发光材料被设计和合成出来，其发光性能得到了显著提高。
此外，利用纳米技术和表面修饰等手段也为光学材料的发光性能研究提供了新的思路和方法。
五、应用前景光学材料的发光性能对于光电器件、显示技术以及生物医学领域具有广泛的应用前景。
例如，在光电器件领域，发光材料可作为发光二极管（LED）的关键材料，广泛应用于照明、显示等方面。
同时，在生物医学领域，发光材料的应用可以用于荧光探针、细胞成像等方面，为生物学研究提供了有力的工具。
六、总结光学材料的发光性能研究在科学界和工业界具有重要的意义。
铕离子掺杂核壳结构稀土红色发光材料的制备与性能表征的开题报告
铕离子掺杂核壳结构稀土红色发光材料的制备与性
能表征的开题报告
一、研究背景
随着发光材料的广泛应用，红色发光材料也越来越受到关注。
然而，传统红色发光材料存在着发光强度低、发光色坐标不稳定等问题。
因此，开发新型高效稳定的红色发光材料具有重要意义。
稀土离子在发光材料中具有重要的应用价值，其中铕离子是一种重
要的红色发光中心。
掺杂铕离子的材料在照明、显示、生物医药等领域
都有着广泛的应用。
目前，研究者们采用掺杂、镀膜、复合等方法来提
高红色发光材料的发光性能。
二、研究内容
本研究将探究一种铕离子掺杂的核壳结构稀土红色发光材料的制备
与性能表征。
具体内容包括：
1. 首先制备阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）辅助的铕/稀土复合材料。
2. 在铕/稀土复合材料的表面，采用硝酸铈进行表面改性，形成
CeO2包覆层，形成核壳结构稀土红色发光材料。
3. 利用荧光光谱仪、紫外可见吸收光谱仪、X射线粉末衍射仪等仪
器对制备的铕离子掺杂核壳结构稀土红色发光材料进行表征，包括发光
强度、发光时效性、发光色坐标等方面的性能表征。
三、研究意义
本研究将尝试制备一种新型高效稳定的红色发光材料，通过探究铕
离子掺杂核壳结构稀土红色发光材料的制备与性能表征，对该种发光材
料的设计、制备和应用提供重要的参考和指导，推动红色发光材料的研究和应用。
新型LED发光材料的合成方法及表征研究
新型LED发光材料的合成方法及表征研究LED（Light Emitting Diode）作为一种高效节能的照明方式，在近年来得到了极大的推广和应用。
随着科学技术的进步，LED 的性能已经得到了迅速的提升，主要归功于新型发光材料的开发和合成方法的改进。
本文将从选择合适的合成方法、调控材料性能、表征技术等方面分析新型LED发光材料的研究进展。
一、选择合适的合成方法对于发光材料的合成而言，选择合适的方法会直接影响材料的性能和应用。
传统的合成方法如化学气相沉积、气相传输法、水热法等，已经不能满足当前LED技术的需求。
因此，近年来，人们开始关注新型合成方法的研究和应用。
其中，溶胶凝胶法（sol-gel method）成为新型合成方法的代表之一。
该方法可用于合成各类无机和有机材料。
它具有简单、低成本、可控性强等特点，尤其适用于制备纳米尺度的发光材料。
离子注入法（ion implantation method）也是一种比较新型的合成方法。
它主要是在材料表面隆升离子，从而将离子嵌入材料中，形成所需的发光点。
这种方法具有选择性强、低损伤等特点，尤其适用于制备复杂结构的发光材料。
二、调控材料性能发光材料的性能对于LED照明的效果至关重要。
而要实现新型发光材料的研究和应用，就需要对其性能特性有充分的了解和研究。
首先，调控发光材料的光学性质是非常关键的一环。
通过合理的控制发光中心离子掺杂浓度、离子半径、掺杂温度等因素，可以得到不同发光材料的不同发光谱，从而适应不同颜色LED照明的需求。
同时增加材料的复合离子和外壳层也是另一种常用的方法，可有效地提高发光材料的性能。
其次，发光材料的电学性质也是LED技术的重要组成部分。
通过引入掺杂剂、优化电子传输路径等措施，可以增加发光材料的电子注入效率、电荷载流子密度等，从而提高LED的整体性能。
例如，引入硅酸二钾掺杂MgO晶体能够有效提高其电导率，进而提高LED的发光强度。
三、表征技术的研究进展表征技术是发光材料的研究不可或缺的一环。
材料科学中的材料性能表征技术应用教程
材料科学中的材料性能表征技术应用教程一、引言材料性能表征是材料科学中的重要环节，它帮助科学家们深入了解材料的物理、化学和机械性质，从而推动材料科学的发展。
随着科技的进步，材料性能表征技术也得到了迅速的发展和应用。
本篇文章将重点介绍材料科学中常用的材料性能表征技术及其应用，以帮助读者更好地了解和应用这些技术。
二、常用的材料性能表征技术1. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种高分辨率的显微镜技术，可被用于观察材料的微观结构。
通过透射电子显微镜，科学家们可以观察到材料的晶体结构、晶界、缺陷等微观特征。
此外，透射电子显微镜还可以通过选区电子衍射技术测定材料的晶体结构。
2. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是另一种常用的显微镜技术，它通过扫描材料表面并观察所产生的二次电子或背散射电子来提供材料的表面形貌和微观结构。
扫描电子显微镜广泛应用于材料的结构、形貌和成分等方面的研究。
3. 能谱仪能谱仪是一种常用的材料分析技术，常见的有X射线能谱仪和电子能谱仪。
能谱仪通过分析材料中特定元素的能谱，可以确定材料中元素的种类和含量。
这对于材料的组成分析和元素追溯非常重要。
4. X射线衍射仪（XRD）X射线衍射仪是一种用于材料结构表征的技术。
通过照射材料样品，衍射仪可以测量到X射线的衍射图案，从而确定材料的晶体结构、晶格常数等信息。
X射线衍射仪可以广泛应用于材料的结构分析、相变研究等方面。
5. 热重分析仪（TGA）热重分析仪是一种常用的热分析技术。
它通过测量材料在不同温度下的质量变化，可以分析材料的热稳定性、热分解性等热性能参数。
热重分析仪可用于材料的热性能研究、陶瓷材料的配方优化等方面。
6. 傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）傅立叶变换红外光谱仪是一种常用的光谱分析技术。
它通过测量材料在红外光波段的吸收谱线，可以分析材料的化学结构、功能基团等化学性质。
傅立叶变换红外光谱仪广泛应用于聚合物材料、有机材料等的研究中。
有机光电材料的性能表征与优化
有机光电材料的性能表征与优化有机光电材料是一类具有广泛应用前景的材料，其优异的光学和电学性能使其在太阳能电池、有机发光二极管等光电器件中具有重要作用。
为了充分发挥有机光电材料的性能，需要对其进行详细的性能表征和优化。
本文旨在探讨有机光电材料的性能表征方法并介绍优化策略。
一、性能表征方法在对有机光电材料的性能进行表征时，需要考虑其光学和电学性能等方面的参数。
以下是常用的性能表征方法：1. 光学性能表征有机光电材料的吸收谱和发射谱是其光学性能的关键指标。
紫外可见吸收光谱可以揭示材料的吸光度、带隙宽度等信息，荧光发射光谱可以反映材料的发光效率和光谱特性。
此外，还可以通过荧光寿命和量子产率等参数来评估材料的光学性能。
2. 电学性能表征有机光电材料在电学方面的性能主要包括载流子迁移率、载流子寿命、电子亲和势等指标。
载流子迁移率可以反映材料的电导率和电子传输能力，载流子寿命则与材料的电子复合速率相关。
通过电学性能表征，可以评估材料在光电器件中的可用性和稳定性。
3. 动态性能表征除了静态性能的表征之外，了解有机光电材料的动态响应特性也是十分重要的。
例如，对于光电二极管材料，可以通过研究其响应时间、内外量子效率和电流电压关系等参数来评估其动态性能。
4. 表面形貌表征有机光电材料的表面形貌对其性能具有重要影响。
通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等手段可以观察材料的表面形态和颗粒分布情况，进而评估其性能优劣。
二、性能优化策略为了提高有机光电材料的性能，可以采取以下优化策略：1. 分子结构调控通过有针对性地设计和合成有机光电材料的分子结构，可以改变其光电性能。
例如，通过引入不同的官能团或调整分子链的长度，可以调控材料的光谱特性、电荷传输能力等。
2. 杂化结构设计将有机光电材料与无机材料进行结合，构建复合结构，可以充分利用两者的优点。
例如，可通过有机-无机杂化材料构建高效率的光伏器件，融合有机材料的可塑性和无机材料的稳定性。
发光材料的基本特性和应用
发光材料的基本特性和应用发光材料是一类具有特殊发光性质的材料。
它们能够在光激发下，通过激发态的激光能够使材料发生较强的光发射。
随着光学和光电学技术的不断发展，发光材料在光电领域中的应用也越来越广泛。
发光材料的基本特性1. 发光原理发光材料能够在外界激发下，从能级较高的激发态跃迁到能级较低的基态，释放出能量。
这个过程中可以通过幅射或非幅射的方式进行，而总的效果是将激发态的能量转化为光发射。
发光材料的发光原理种类较多，在具体应用时需要根据材料的性质和作用场景选择合适的原理。
2. 发光颜色发光材料的发光颜色取决于其所处的能级状态，即材料的电子能带结构。
通常情况下，发光材料的发光颜色与其原子、分子等基本成分密切相关。
例如，红色的荧光材料常常来源于草酸根式的阳离子，而绿色的荧光材料则常常来源于镉硫化物等。
3. 发光效率发光材料的发光效率是评价其性能的一个指标。
一般来说，发光效率越高的材料，其发光亮度就越大。
为了提高发光效率，人们通常会对发光材料进行各种改性，比如加入掺杂物、改变结构等。
发光材料的应用1. LED照明LED（Light Emitting Diode）是当前比较常见的照明方式之一。
它利用半导体材料发光的特性，通过多种工艺制成各种形状和颜色的光源，广泛应用于室内、道路照明以及各种装饰灯具等领域。
2. 显示技术发光材料在显示技术中的应用也比较广泛。
例如，在带有发光背景板的液晶电视机和电子书阅读器中，发光材料用来形成底层光源，提供较强的背光照亮。
3. 光电器件发光材料还可以用于制备各种光电器件。
例如，发光二极管（LED）可用于光纤通信、宽带接入、军工雷达等行业，以及荧光粉、荧光玻璃等材料也被应用于指示灯、计数器、高亮度壁画、高温液体液位显示等领域。
4. 生物医疗在生物医疗领域，发光材料也被广泛应用。
例如，用于生物标记实现免疫分析、诊断分子生物学等分析方法；分析、诊断和治疗人类疾病等。
综上所述，发光材料具有独特的性能和应用优势，是现代光电技术和光电学领域中不可或缺的重要组成部分。
光电高分子复合材料的性能表征与测试
光电高分子复合材料的性能表征与测试近年来，光电高分子复合材料因其独特的光电性能，在光电子技术、能源转换、光催化等领域中得到了广泛的应用。
然而，为了充分发挥这些材料的性能，我们需要对其进行准确的性能表征与测试。
首先，光电高分子复合材料的性能表征需要从结构和成分两个方面进行。
对于结构方面的表征，常用的手段包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）等。
这些技术能够提供复合材料的表面形貌和内部微观结构的信息，有助于了解材料的相互作用机制及性能影响因素。
同时，X射线衍射（XRD）和拉曼光谱等技术也可用于分析复合材料的晶体结构和分子结构特征，进一步揭示材料性能与结构之间的关系。
其次，光电高分子复合材料的光电性能测试是非常关键的。
对于光学性能的测试，常用的仪器有紫外-可见漫反射光谱仪（UV-Vis）、红外光谱仪（IR）和荧光光谱仪等。
通过UV-Vis光谱分析，我们可以了解材料在可见光、近红外光和紫外光等不同波长范围内的吸收和透过性能，以及能带结构的特点。
而IR光谱则能提供有关复合材料中官能团和分子结构的信息。
荧光光谱可以用来研究材料的发射光谱特性，为材料的光电转换性能提供重要参考。
此外，电学性能的测试也是光电高分子复合材料性能表征的重要内容之一。
直流电阻测试和相对介电常数测试是常用的电学性能测试方法。
直流电阻测试可用来评估电子输运特性和导电率，了解材料的导电机制和导电性能；而相对介电常数测试则能够衡量材料的电容特性，为电子器件的设计提供参考。
此外，光电高分子复合材料的热学性能也是需要考虑的范畴。
热重分析仪（TGA）和差示扫描量热仪（DSC）是常用的热学性能测试方法。
TGA可以用于分析材料的热稳定性和热分解特性，了解材料在高温环境下的性能表现；而DSC则可用于研究材料的热容和相变特性，为材料的制备和应用提供重要参考。
最后，光电高分子复合材料的力学性能也是需要关注的一方面。
拉伸试验、压缩试验和弯曲试验是常用的力学性能测试方法。
新型功能化荧光材料的制备、表征及分析应用
新型功能化荧光材料的制备、表征及分析应用新型功能化荧光材料的制备、表征及分析应用一、引言荧光材料是一种特殊的材料，能够吸收光能并发射出长波长的荧光，常用于生物成像、药物传递、光电子器件等领域。
随着科学技术的不断发展，人们对新型功能化荧光材料的制备、表征及分析应用的研究也越来越深入。
本文将对这一领域进行探讨。
二、新型功能化荧光材料的制备1. 化学合成法化学合成法是制备新型功能化荧光材料的常用方法。
通过选择适当的原料和反应条件，可以合成出具有特定功能的荧光材料。
例如，通过改变合成材料的组成、控制合成反应的温度、时间等参数，可以调控材料的荧光颜色、发光强度等性质。
2. 生物合成法生物合成法是利用生物体内的生化反应合成荧光材料。
这种方法具有环境友好、无毒性等优点。
例如，利用细菌、藻类等生物体合成发光蛋白，可以制备出具有独特荧光性质的材料。
3. 纳米材料法纳米材料法是通过控制材料的尺寸、形状等特征来制备新型功能化荧光材料。
例如，利用纳米颗粒的表面等效应，可以调控材料的荧光性能。
此外，还可以利用纳米材料的自组装性质，制备出具有多功能的荧光材料。
三、新型功能化荧光材料的表征1. 光谱分析光谱分析是表征荧光材料性质的一种重要方法。
通过测量荧光材料的吸收光谱和发射光谱，可以了解其荧光性质。
此外，还可以通过荧光光谱的变化来研究材料的光学特性和荧光量子产率等性质。
2. 显微镜观察通过光学显微镜、扫描电子显微镜等观察荧光材料的形貌和结构，可以了解材料的形貌特征、纳米结构等信息。
同时，还可以通过显微镜观察材料的荧光发射图像，来了解材料的荧光性能。
3. 热分析热分析是通过测量材料在不同温度下的物理、化学性质的变化，来了解材料的热性能。
例如，通过热重分析、差热分析等方法，可以了解材料的热稳定性、热分解温度等性质。
四、新型功能化荧光材料的分析应用1. 生物成像荧光材料在生物成像领域具有广泛的应用。
通过将荧光材料与靶向分子结合，可以实现对生物体内特定区域的高分辨率成像。
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1 粒度分析 几种粒度平均值的计算公式
几何平均值 算术平均值 调和平均值
Dmax
1
D ( Di ) n
Di Dmin
1 Dmax
D Di n Di Dmin
1 Dmax
D(
1 )1
n D Di Dmin i
粒度分布：粉末样品中各种 大小的颗粒占颗粒总质量的 比例，通常以各粒度值区间 的颗粒质量占样品总质量的 百分比来表示
光谱三刺激值
对于光谱分布已知为P(λ)的光源
780
X P()x()d
380
780
Y P() y()d
380
780
Z P()z()d
380
x X X Y Z
y Y X Y Z
z Z X Y Z
均匀色空间
u
4x
2x 12 y 3
第八章 发光材料的性能表征
一、CIE表色系统
1 三基色原理 颜色是人眼的主观感觉 任何颜色可由三种基本色以适当的比例混合而成 通常选红、绿、蓝三种颜色作为基本色（三原色），一
（R）、（G）、（B）来表示 匹配任一颜色C，各用了多少数量的三原色，所用的数量
称为三刺激值，以R、G、B表示 C(C)=R(R)+G(G)+B(B)
在对比实验中，还会 出现须将三原色之一 （或之二种）加到实 验色中，才能与另两 个原色相加后（或令 一个原色）匹配。如
• C(C)+ R(R) =G(G)+B(B)
• C(C) + R(R)+G(G)=B(B)
三原色不总是正值， 也会出现负值
2 RGB表色系统
由三刺激值R、G、B表示颜色或色彩的系统称为 RGB表色系统
在表色系统中，通常关注的是颜色，只要 知道R、G、B的相对值就可以了
r R , g G , b B
RGB
RGB
RGB
由r、g就可在平面坐标图上确定任一颜色C 的位置
通过实验，以（R）、（G）、（B）三原 色来匹配等能光谱种每一光谱色（单色 光），可以得到每一波长光谱色的R、G、 B三刺激值，并以 r()、g()、b()
Ei 800{[(uki uk ) (uoi uo )]2
[(vki
vk
)
(voi
vo
)]2
}
1 2
平均显色指数Ra
Ri 100 4.6Ei
E i
1 8
8 i 1
Ei
二、发光材料光学参数的测量
激发光谱 发射光谱 亮度 余辉特性 吸收光谱 反射光谱
• 大于它和小于它的颗粒各占50%
“边界粒度”表征粒度的分布范围
• x10 表示小于它的颗粒数占总数的10% • x90 表示大于它的颗粒数占总数的90%
粒度分析方法
图像处理方法
• CCD得到粉末颗粒图像，输入计算机进行识别，并按 一定的模式进行统计
电阻法颗粒计数器 沉降法 通过测量颗粒下陈量和时间的关系得到颗粒分布 激光粒度计 根据颗粒对光散射的原理通过测量不同粒度的颗
通常选取700nm（R）、546.1nm（G）、 435.8nm（B）作为三原色光
按色单位混合成白光（C），即色单位的白光由 等量（1/3色单位）的三原色组成。但三原色的 亮度并不相同，（R）、（G）、（B）的光亮度 （lm）之比为1:4.5907:0.061
故：R、G、B既反映了原色的成分，也包含了亮 度的大小
• 由于x，y色坐标系是一个非均匀的色空间，所以，最 近距离是一条与黑体轨迹有一定夹角的斜线（等相关 色温线）
• 每条等相关色温线上的色坐标值尽管不同，而相关色 温确实相同的
光源的色温实际上就是该光源的相关色温
5 显色指数
光源照明下物体的颜色会因光源的光谱分 布而出现差异
光源照射物体的颜色效果称作该光源的显 色性
粒度只能通过等效的方法进行测量
平均粒度
m
p
ni xi
x( p, q)
i 1 m
q
ni xi
i 1
ni和xi分别表示第i个粒度区间内
的颗粒个数和区间内的平均值
x（3，4）称为体积（质量）平均粒度； x（1，0）称为颗粒数平均粒度； x（3，2）称为表面积平均粒度；
平均粒度的另一种表示形式为“中位粒 度”，x50记作 。
• 电场（脉冲发生器） • 脉冲电子束
4 发光效率测量
激发光 254nm
• 高压汞灯、滤光系统
发射光滤光片吸收 254nm激发光
热电堆作为接收器 已知发光效率的荧光
粉作参考
5 数据处理
光谱灵敏度校正
数据处理
提高信噪比
• 平滑处理
多次测量平均 移动平均
三、荧光粉形貌的测量
第二辐射常数：
c2 hc / k 1.4338104 m K
黑体辐射的总能量：
P Pd T 4
0
5.6697 1012[W /(cm2 K 4 )]
非黑体辐射
• 自然界中所有的实际辐射体都是非黑体
吸收系数小于100%，辐射能力也比黑体小
相关色温
• 实际照明光源中，只有白炽灯具有的连续光谱和黑体 的光谱分布最接近，色坐标点落在黑体轨迹上或附近
• 其它类型的光源即使是连续谱，也和黑体的发光光谱 不一致，有的甚至相差较大，但二者的发光颜色却相 近
• 相关色温：在色品图上，某一光源的色坐标点到黑体 轨迹上的最近距离所对应的温度，就称为该光源的相 关温度
3 XYZ表色系统
1931年，CIE决定将RGB表色系统变换成 新的XYZ表色系统
主要考虑到应满足两方面的要求
• 对应的光谱三刺激值 x()、y()、z() 没有负值
•y( ) 与明视觉函数V(λ)曲线一致
在RGB表色系统中，X、Y、Z的坐标值为
X（1.2750，-0.2778） 1.0(X)=2.3646(R)-0.5151(G)+0.0052(B) Y（-1.7392，2.7671） 1.0(Y)=-0.8965(R)+1.4264(G)-0.0144(B) Z（-0.7431，0.1409） 1.0(Z)=-0.4681(R)+0.0887(G)+1.0092(B)
13
6
浅蓝色
14
7
浅紫色
15
8
亮浅红紫色
光源的显色指数由下式确定
昼光下看到的颜色 浓红色 浓黄色 浓绿色 浓蓝色 亮的浅黄-粉红色 中等程度的橄榄绿色 树叶色
Ri 100 4.6Ei Ei : 照明光源由D65换成待测光源时， 实验色i在CIE1960年UCS色品图上所 引起的色差值
• 灰体：吸收系数或者辐射率与某一温度的黑体 的辐射率之比不随波长而改变，这一非黑体可 称为灰体
实际上理想的灰体也是不存在的，只是在某一有限 的波长范围内才满足灰体的条件
利用非黑体辐射的某些特性和黑体相应的特性进 行对比，可用来确定实际辐射体的有关温度参量
• 实际温度：由与实际辐射体处于热平衡的合适温度计 测出的温度
• 辐射温度：实际辐射体与黑体具有相同的辐射通量时 的黑体温度
• 亮度温度：实际辐射体在某一波长与黑体具有相同视 觉亮度时的黑体温度。
色温
• 依据黑体辐射光的颜色与温度的关系，引出了 “颜色温度”的概念，简称为色温
一光源的发光颜色，与某个温度的黑体的发光颜色 相同或相近时；或者说，一光源的发光光谱与某个 温度的黑体的发光光谱相同或接近时，这一黑体的 温度就可定义为该光源的色温
基本特性参量
辅助信息： 有助于解释荧光粉的发光机理 应用
1 激发光谱与发射光谱
测量原理
• 发射光谱：样品在适当激发源以稳定的功率激 发下，发射光的强度与发射光波长的关系曲线
用配备了适当的光探测器的单色仪进行测量
• 激发光谱：指定波长光的发光强度随恒定功率激发光 的波长变化的曲线
用单色仪产生单一波长的激发光，记录指定波长发射光的强度 随激发光波长的变化情况
用显色指数定量地判断光源的显色性能 显色指数—在特定条件下，物体由光源照
明何由参比光源（标准光源D65）照明时， 知觉色符合程度的度（i）
昼光下看到的颜色
CIE序号（i）
1
亮灰红色
9
2
暗灰红色
10
3
浓黄绿色
11
4
中等程度的浅黄绿色 12
5
亮的浅蓝绿色
v
6y
2x 12 y 3
CIE-UCS1960
u' u v' 3 v
2
CIE-UCS1976
4 色温、相关色温和光色
黑体辐射公式（普朗 克公式）
P
c1
5
1 ec2 / T 1
[W
/(cm2
m)]
第一辐射常数：
c1 2hc2 3.74181012W cm2
• UV-可见：多碱光阴极 （ Na-K-Cs-Sb）
• 近红外：GaAs • 长波长： Ag-O-Cs • VUV： Cs-I、Cs-Te
各种CCD的光谱响应
像增强器
激发源
紫外、可见光
• 白炽灯 • 气体放电灯
氢灯（氘灯）、氙灯、汞灯等
• 激光
气体激光器
• He-Ne，Ar+，Kr+ ，He-Cd，N2，准分子激光
测量装置
单色仪
光探测器
光电倍增管 固态器件
• 光电二极管 • 光电池 • CCD •…