ल्यूमिनेसेंस - तंत्र और प्रकाश स्रोतों में अनुप्रयोग

ल्यूमिनेसेंस किसी पदार्थ का ल्यूमिनेसिसेंस है जो इसके द्वारा अवशोषित ऊर्जा को ऑप्टिकल विकिरण में परिवर्तित करने की प्रक्रिया में होता है। यह चमक सीधे पदार्थ को गर्म करने से नहीं होती है।

घटना का तंत्र इस तथ्य से संबंधित है कि, एक आंतरिक या बाहरी स्रोत के प्रभाव में, पदार्थ में परमाणु, अणु या क्रिस्टल उत्तेजित होते हैं, जो तब फोटॉन का उत्सर्जन करते हैं।

इस प्रकार प्राप्त ल्यूमिनेसेंस की अवधि के आधार पर, जो बदले में उत्तेजित अवस्था के जीवनकाल पर निर्भर करता है, तेजी से क्षय और लंबे समय तक चलने वाले ल्यूमिनेसिसेंस के बीच अंतर किया जाता है। पहले को प्रतिदीप्ति कहा जाता है, दूसरे को स्फुरदीप्ति कहा जाता है।

किसी पदार्थ को चमकने के लिए, उसका स्पेक्ट्रा असतत होना चाहिए, अर्थात परमाणुओं के ऊर्जा स्तरों को निषिद्ध ऊर्जा बैंडों द्वारा एक दूसरे से अलग किया जाना चाहिए। इस कारण से, ठोस और तरल धातुएँ जिनमें निरंतर ऊर्जा स्पेक्ट्रम होता है, बिल्कुल भी चमक नहीं होती है।

धातुओं में, उत्तेजना ऊर्जा बस लगातार गर्मी में परिवर्तित होती है।और केवल शॉर्ट-वेव रेंज में धातुएं एक्स-रे फ्लोरोसेंस का अनुभव कर सकती हैं, यानी एक्स-रे की क्रिया के तहत, वे माध्यमिक एक्स-रे उत्सर्जित करते हैं।

ल्यूमिनेसेंस उत्तेजना तंत्र

ल्यूमिनेसेंस के उत्तेजना के लिए अलग-अलग तंत्र हैं, जिसके अनुसार ल्यूमिनेसेंस के कई प्रकार हैं:

• फोटोलुमिनेसेंस - दृश्यमान और पराबैंगनी श्रेणियों में प्रकाश से उत्साहित।

• रासायनिक संदीप्ति - एक रासायनिक प्रतिक्रिया से प्रेरित।

• कैथोडोल्यूमिनेसेंस - कैथोड किरणों (तेज इलेक्ट्रॉनों) द्वारा उत्साहित।

• सोनोलुमिनेसेंस एक अल्ट्रासाउंड तरंग द्वारा एक तरल में उत्तेजित होता है।

• Radioluminescence - आयनकारी विकिरण से उत्तेजित।

• फॉस्फोर (आवेशित अंशों के बीच विद्युत निर्वहन) को रगड़ने, कुचलने या अलग करने से ट्रिबोल्यूमिनेसेंस उत्तेजित होता है, और इस मामले में डिस्चार्ज प्रकाश फोटोलुमिनेसेंस को उत्तेजित करता है।

• Bioluminescence जीवित जीवों की चमक है, जो उनके द्वारा स्वतंत्र रूप से या सहजीवन में अन्य प्रतिभागियों की सहायता से प्राप्त की जाती है।

• इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस - एक फॉस्फोर के माध्यम से पारित विद्युत प्रवाह से उत्साहित।

• कैंडोलुमिनेसेंस एक चमकदार चमक है।

• किसी पदार्थ को गर्म करने से थर्मोल्यूमिनिसेंस उत्तेजित होता है।

प्रकाश स्रोतों में ल्यूमिनेसेंस का उपयोग

ल्यूमिनेसेंट प्रकाश स्रोत वे हैं जिनकी चमक ल्यूमिनेसेंस की घटना पर आधारित होती है। तो सभी गैस डिस्चार्ज लैंप फ्लोरोसेंट और मिश्रित विकिरण स्रोत हैं। फोटोल्यूमिनेसेंट लैंप में, बिजली के डिस्चार्ज के उत्सर्जन से उत्तेजित एक फॉस्फोर द्वारा चमक पैदा की जाती है।

सफेद एलईडी आमतौर पर नीले InGaN क्रिस्टल और पीले फॉस्फोर पर आधारित होते हैं।अधिकांश निर्माताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले पीले फॉस्फोर येट्रियम-एल्यूमीनियम गार्नेट का एक संशोधन है जो त्रिसंयोजक सेरियम के साथ मिश्रित होता है।

इस फॉस्फोर के ल्यूमिनेसेंस स्पेक्ट्रम में 545 एनएम के क्षेत्र में एक विशिष्ट अधिकतम तरंग दैर्ध्य है। स्पेक्ट्रम का दीर्घ-तरंग भाग लघु-तरंग भाग पर हावी होता है। गैलियम और गैडोलिनियम के अतिरिक्त फॉस्फोर के संशोधन से अधिकतम स्पेक्ट्रम को ठंडे क्षेत्र (गैलियम) या गर्म क्षेत्र (गैडोलिनियम) में स्थानांतरित करना संभव हो जाता है।

क्री एल ई डी में प्रयुक्त फॉस्फोर के स्पेक्ट्रम को देखते हुए, येट्रियम-एल्यूमीनियम गार्नेट के अलावा, लाल क्षेत्र में स्थानांतरित किए गए अधिकतम उत्सर्जन वाले फॉस्फोर को सफेद एलईडी फॉस्फोर में जोड़ा जाता है।

तुलना में फ्लोरोसेंट लैंप के साथएल ई डी में उपयोग किए जाने वाले फॉस्फर में लंबे समय तक सेवा जीवन होता है, और फॉस्फर की उम्र मुख्य रूप से तापमान से निर्धारित होती है। फॉस्फर आमतौर पर सीधे एलईडी क्रिस्टल पर लगाया जाता है, जो बहुत गर्म हो जाता है। फास्फोरस को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों का उनके सेवा जीवन पर कम स्पष्ट प्रभाव पड़ता है।

फॉस्फर की उम्र बढ़ने से न केवल एलईडी की चमक में कमी आती है, बल्कि परिणामी प्रकाश की छाया में भी बदलाव होता है। फॉस्फोर की महत्वपूर्ण गिरावट के साथ, ल्यूमिनेसेंस का नीला रंग स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। यह फॉस्फर के बदलते गुणों और इस तथ्य के कारण है कि स्पेक्ट्रम एलईडी चिप के आंतरिक उत्सर्जन पर हावी होने लगता है। फास्फोरस की पृथक परत की तकनीक की शुरुआत के साथ, इसके क्षरण की दर पर तापमान का प्रभाव कम हो जाता है।

चमक के अन्य अनुप्रयोग

फोटोनिक्स मुख्य रूप से कन्वर्टर्स और प्रकाश स्रोतों का उपयोग इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस और फोटोलुमिनेसेंस पर आधारित करता है: एलईडी, लैंप, लेजर, ल्यूमिनसेंट कोटिंग्स, आदि। — ठीक यही वह क्षेत्र है जिसमें ल्यूमिनेसेंस का बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इसके अलावा, ल्यूमिनेसेंस स्पेक्ट्रा वैज्ञानिकों को पदार्थों की संरचना और संरचना का अध्ययन करने में मदद करता है। ल्यूमिनेसेंस विधियां नैनोकणों के आकार, एकाग्रता और स्थानिक वितरण के साथ-साथ सेमीकंडक्टर संरचनाओं में गैर-संतुलन आवेश वाहकों के उत्तेजित राज्यों के जीवनकाल को निर्धारित करना संभव बनाती हैं।

इस कड़ी को जारी रखते हुए:इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट उत्सर्जक: उपकरण और संचालन का सिद्धांत, प्रकार