物理百科

发光效率

2022-12-29

luminescence efficiency

简介

发光材料把吸收的激发能转换为光能的能力为发光效率.它是评价和选用发光材料的重要依据之一.通常根据不同的着重点,常用量子效率、功率效率和流明效率等几种表达形式.

量子效率ηQ表示发光材料(器件)发射的光子数与激发时吸收或注入的“粒子”(光子,电子等)数之比.量子效率又分为内量子效率和外量子效率.内量子效率ηQI是指发光材料(器件)内部发射的光子数与吸收或注入的粒子数之比.它反映发光体内部辐射复合与无辐射复合两过程的竞争结果.在实际的发光器件中,由于发射的光受到材料的自吸收,以及界面上的内反射,并非所有内部发射的光子都能到达外部.外量子效率ηQE就是用来表示出射到发光体外部的光子数与吸收或注入的粒子数之比.显然ηQEQI.它们可有如下的近似关系

式中R为界面的反射系数,θc为界面全反射临界角,α、d分别为材料的吸收系数和有效厚度.大部分材料的量子效率总比1小,但对于阴极射线发光和射线(X射线、放射性射线)发光的内量子效率(产额)则可达1,000以上.某些高质量的半导体材料制成的发光器件有很高的内量子效率,例如用GaAs制成的发光二极管,内量子效率可达0.9以上.

功率效率ηp表示总发射的光功率与总吸收功率之比.由于激发-发射过程中能量总有损失,因此功率效率恒小于1,即使量子效率≫1时也如此.

流明效率ηL(或称光度效率)是指发射的光通量(以流明为单位)与激发时输入的总功率之比.它在与人眼视觉有关的应用(如照明、显示)中特别重要.作为可见光光源,日光灯比一般的白炽灯(热辐射光源)优越,前者比后者有高得多的流明效率(约4到6倍,甚至更高),这是日光灯成为主要照明光源的原因.

以上几种效率之间有一定的联系.例如,如果知道发光体的发射光谱I(λ),则流明效率ηL与功率效率ηp之间有如下的关系

式中φ(λ)为人眼的视见函数.又如,对于光致发光来说,如果激发光和发射光都是单色光或近似单色光,则外量子效率ηQE与功率效率ηp之间有如下关系

式中λl和λr分别表示发射光和激发光波长.

拓展资料

电致发光效率  外发光效率  发光效能  有效发光面积  发光能力  发光设备  发光区域  发光屏  发光管  发光面