可視光から近赤外光の波長可変励起による微弱光検出を利用した蓄光蛍光体の研究

利用从可见光到近红外光的可变波长激发的弱光检测磷光荧光粉的研究

基本信息

批准号：
22K04682
负责人：
奥野剛史
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ユーロピウムを添加した硫化カルシウム蛍光体において、生じる赤色の蓄光現象について詳細に調べた。そして、赤色の光刺激発光が生じることを見い出した。波長940nmの近赤外光をあてることによって、波長650nmの赤色光が生じた。通常は波長の短い光をあてて波長の長い発光を生じさせるが、逆に、あてる光よりも短い波長の光が生じている。エネルギー上方変換に相当し、ふつうはおきない現象である。蓄光蛍光体のトラップ準位にうまく蓄積されたエネルギーを、近赤外光で解放させてユーロピウムまで移送させ、赤色発光を生じさせている。この光刺激発光は、通常は近赤外レーザー光といった強い光をあてて研究されているが、テレビのリモコンに使われている弱い近赤外LEDの光で赤色発光を生じさせることができた。ジスプロシウムイオンやアルカリ金属イオンなどにより形成されるトラップ準位によって、蓄光や光刺激発光が生じた。ジスプロシウムイオンとアルカリ金属イオンは、独立に異なるエネルギー深さのトラップ準位を形成することがわかった。そして、光刺激発光の増大にもっとも大きく寄与するのは塩素イオンであった。近赤外光を10秒あてて消した後の蓄光減衰曲線は、近赤外光をまったくあてない場合の減衰曲線と同じであった。すなわち、蓄光に寄与するトラップ準位と、光刺激発光に寄与するトラップ準位とは異なることを明瞭に示す結果となった。暗所で60分放置した後に近赤外光をあてて生じた光刺激発光の強さは、すぐに光刺激発光をえた場合の68%の強さであった。暗所での保持によりトラップ準位に蓄積されたエネルギーの散逸はすくないことが確認された。以上の結果は、LEDという弱い光で光刺激発光が生じることを実証するものである。今後、あてる光の波長を変えることによってトラップ準位のエネルギー深さを調べることが可能であることを示している。

我们详细研究了掺杂铕的硫化钙荧光粉中发生的红色磷光现象。他们还发现会发生红光激发的发光。通过施加波长为940nm的近红外光，产生波长为650nm的红光。通常，发射短波长的光以产生长波长的光，但相反，产生波长比发射的光更短的光。这对应于能量的向上转换，并且是通常不会发生的现象。成功存储在磷光磷光体陷阱能级中的能量通过近红外光释放并转移到铕，产生红光发射。这种光激发光通常使用近红外激光等强光进行研究，但我们能够使用微弱的近红外 LED 光产生红色发光，这种光用于电视遥控器。由镝离子、碱金属离子等形成的陷阱能级引起磷光和光激发光。研究发现，镝离子和碱金属离子独立形成不同能量深度的陷阱能级。氯离子对光刺激发光的增加贡献最大。施加近红外光10秒并熄灭后的磷光衰减曲线与完全不施加近红外光时的衰减曲线相同。换句话说，结果清楚地表明，有助于发光的陷阱能级不同于有助于光激发光的陷阱能级。在黑暗中放置60分钟后施加近红外光时产生的光刺激发光强度是立即获得光刺激发光时的强度的68％。已确认，通过保持在黑暗中，陷阱层中积聚的能量不易消散。上述结果表明，LED的弱光可以产生光受激发光。这表明，未来将有可能通过改变所施加的光的波长来研究陷阱能级的能量深度。