CN101315331B - 发光真实寿命的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光寿命的测量方法，适用于光致发光、各类电场诱导的发光的真实寿命和可以光激发的非发光系统的时间分辨。该方法是在保持发光器件驱动电压不变的条件下，测量出不同频率下发光强度，画出亮度-频率曲线，从曲线上找出回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

其中：T是真实寿命，Г是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。所述的保持发光器件驱动功率不变的条件是指光源发光光强不变、场致发光、p-n结发光中驱动电压不变，可在各自情况中取任意固定值。

Description

发光真实寿命的测量方法

技术领域

本发明涉及一种发光寿命的测量方法，适用于光致发光、各类电场诱导的发光的真实寿命和可用光激发的非发光系统的时间分辨。

背景技术

测衰减的技术已有七十年的历史，发展了位相法，示波法，时间相关单光子计数法及条纹相机法等，可测到皮秒范围的时段，主要的方法是追踪不同时间的发光亮度。如问何时发光强度达到零，不管是分立中心的发光，还是扩展态的复合发光，答案都是t-∞，这就抹杀了每一衰减所独有的特点，而且这一结论本身也是不符合客观实际的。本来，发光的持续时间是十分重要的，它是原则性的参数。它在技术应用中更是举足轻重的，例如：在矩阵显示中从它就可选定出激发脉冲的脉宽，在照明中为避免闪烁，从它也可优选发光材料。所以，测定发光的持续时间，即发光的真实寿命是充分理解发光规律及合理应用发光技术，使它们更上一个台阶的刻不容缓的需要。

测定光致发光及各类场诱导发光中真实寿命的难点在于当发光结束时亮度已很弱，常用的测量亮度方法灵敏度都已经不够，必须另辟蹊径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种发光真实寿命的测量方法。

(一)真实寿命的定义

发光真实寿命是发光从初始强度B₀降至衰减末梢的时间，它提出了一个直观、真实、符合寿命文字涵义的物理量，是新的概念。

(1)本发明证明了真实寿命的存在，并用一种现有方法都无法得到它的特有方法，测出了它的数值。这个物理量的名称符合寿命的文字涵义。

(2)这个寿命涉及发光中的主要表征，照明、显示及其它发光应用中的重要技术要求。

(3)真实寿命既可描述分立中心的发光衰减，又可描述扩展态复合发光的衰减，还在一定条件下可以描述非发光系统的激发态的衰减。

(4)真实寿命是对传统观念中“寿命”的一个尖锐的挑战，认为发光寿命是有限的，它符合客观实际。而传统观念中的“寿命”则建基于“电子停留在激发态的时间随机分散在O到∞区间”的假设，认为发光的持续时间是无限的，这不符合事实。

(5)在技术应用中真实寿命可以明确显示图象的拖尾时间，光源亮度的闪烁范围，化学反应动力学，光合作用等重大问题中的时间特性。

(二)适用范畴

(1)光致发光。

(2)各类电场诱导的发光：固态阴极射线发光，P-n结发光，无机场致发光，有机场致发光，无机/有机场致发光。

(3)可以用光激发的非发光系统的时间分辨。

(三)本发明的技术方案：

这个技术提出了一种测量发光真实寿命的方法：

在保持发光器件驱动电压不变的条件下，测量出不同频率下发光强度，测量发光强度随激发频率的变化曲线，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。

本发明的有益效果：

以最简单的指数衰减为例列表说明，本发明与常用的平均寿命及衰减时间相比较，真实寿命具有一定的优越性，：

	平均寿命	衰减时间	真实寿命
				工作原理	运动学	运动学	动力学
直观	无	直读	直读
				个性	无	与发光衰减程度有关	与初始发光强度有关
使用方便	弱	强	强
				操作程序	四次：1)测曲线；2)求τ；3)再重复；4)求其平均值	三次：1)测出t；2)重复几次；3)求它们的平均值	三次：1)测出T；2)重复几次；3)求它们的平均值
结果	只得出τ	经一定处理可得出t、τ	经一定处理可得出T、τ
				适用范围	分立中心发光	分立中心发光	分立中心发光及复合发光
适用范畴	光致发光	光致发光	光致发光、场诱导发光、原则上也能用于非发光系统

附图说明

图1发光亮度的对数值随时间的衰减规律。

图中：τ、t、T是对应不同亮度水平的衰减时间。

具体实施方式

在发光真实寿命的测量方法中最关键的条件是要保持驱动电压不随频率的增加而改变。

核心技术使用了产生发光的能量转换原理，使用一交变激发，维持当频率增加时激发功率不变的条件，当激发单周的时间已经小于衰减末梢时，部分中心还未衰减完，仍处于激发态，它们不能再被激发，从而吸收功率下降，发光随之减弱，在LnB-t曲线上出现回折点，这时的衰减时间为T。

一种发光真实寿命的测量方法，该方法是在保持发光器件驱动电压不变的条件下，测量出不同频率下发光强度，测量发光强度随激发频率的变化曲线，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。

发光器件为光致发光器件时，以斩光器把150W的氙灯发射截成频率在0～10MHz的脉冲光；维持氙灯的发射功率不变，测量发光强度随激发频率的变化规律，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。

发光器件为场致发光器件时，使用高频电源50Hz～10MHz激发场致发光，电源脉冲幅度50V～100V，维持电源幅度不变，测量发光强度随激发频率的变化曲线，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。

发光器件为p-n结发光器件时，使用高频电源50Hz～15MHz激发p-n结发光，电源脉冲幅度5V～30V，维持电源幅度不变，测量发光强度随激发频率的变化曲线，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。

所测材料是粉末、薄膜、单晶、多晶或非晶。

所测材料可以是埋于介质中的粉末、多晶薄膜。

测材料可以是单晶、多晶薄膜。

以斩光器将恒定功率的光源发出的光截成0至10MHz的光脉冲，使用可引起待测样品效应的滤光器，测量效应随频率的变化曲线，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率。

所述的保持发光器件驱动功率不变的条件是指光源发光光强不变、场致发光、p-n结发光中驱动电压不变，可在各自情况中取任意固定值。

Claims (5)

1.一种发光真实寿命的测量方法，其特征在于：在保持发光器件激发功率不变的条件下，测量出不同频率下发光强度，测量发光强度随激发频率的变化曲线，在高频端出现的回折点，这个回折点所对应的频率和真实寿命之间有：

$T=\frac{1}{2f_0}[1-\mathrm{\Γ}]$

其中：T是真实寿命，Γ是激发脉冲的占空比，f₀是回折点所对应的频率；

发光真实寿命是发光从初始强度B₀降至衰减末梢的时间，它是一个直观、真实、符合寿命文字涵义的物理量。

2.根据权利要求1所述的一种发光真实寿命的测量方法，其特征在于：发光器件为光致发光器件时，以斩光器把150W的氙灯发射截成频率在0～10MHz的脉冲光；维持氙灯的发射功率不变。

3.根据权利要求1所述的一种发光真实寿命的测量方法，其特征在于：发光器件为场致发光器件时，使用高频电源50Hz～10MHz激发场致发光，电源脉冲幅度50V～100V，维持电源幅度不变。

4.根据权利要求1所述的一种发光真实寿命的测量方法，其特征在于：发光器件为p-n结发光器件时，使用高频电源50Hz～15MHz激发p-n结发光，电源脉冲幅度5V～30V，维持电源幅度不变。

5.根据权利要求1所述的一种发光真实寿命的测量方法，其特征在于：以斩光器将恒定功率的光源发出的光截成0～10MHz的光脉冲，使用可引起待测样品效应的滤光器，测量效应随频率的变化曲线。

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