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白光LED用荧光玻璃的量子效率测量技术研究

董向坤  
【摘要】:目前常见的白光LED是由钇铝石榴石(YAG)荧光粉覆盖蓝光LED产生白光,这种方法具有结构简单、制作工艺相对容易且成本低廉的特点是目前白光LED产业化的主要技术手段。然而钇铝石榴石(YAG)荧光粉热稳定性较差,易发生色坐标漂移,发光效率、光通量下降等问题。荧光玻璃在热稳定性、组分调节、样品尺寸和实验方法与设备等方面拥有较荧光粉更明显的优势,可替代荧光粉成为白光LED的新型荧光材料。量子效率是荧光材料的一个重要参数,表征了荧光材料或发光器件把激发能量转换为发光能量的本领。量子效率的测量为荧光玻璃制备工艺的研究与优化、荧光玻璃的LED封装设计提供参考依据。因此针对荧光玻璃量子效率测量系统做了如下的工作: 第一章阐述了本文的研究意义,对固体荧光材料量子效率的测量的国内外现状进行了分析,并介绍了本文的研究目的及主要的研究内容。 第二章介绍了荧光材料量子效率的定义,给出了荧光玻璃的制备工艺及其外形、尺寸和发光特点。在前人固体荧光材料量子效率测量研究的基础上,结合所测荧光玻璃发光特点,给出基于积分球的量子效率测量方案及测量原理。 第三章提出了量子效率测量的总体装置。在量子效率测量系统总体设计中使用了激发光源、积分球、样品夹具和光栅光谱仪这几个关键组件。各个组件对量子效率的测量都起着关键性的作用,这一章中深入仔细的研究各个组件的选取和设计。 第四章根据设计的测量方案搭建测试系统,对铝酸镁透明荧光陶瓷、高温熔融法制备的荧光玻璃进行测试得到其量子效率,对荧光玻璃的光学特性进行初步评价,从而为荧光玻璃制备工艺的研究与优化、荧光玻璃的LED封装设计提供参考依据。 第五章分析了测量系统中影响量子效率测量结果准确性的因素,主要是积分球、光源和光谱仪。除此之外设计实验研究了光源的光通量和光斑的大小对荧光材料量子效率的影响。 第六章对本文的研究工作进行总结,并且指出了荧光玻璃量子效率测试系统有待于进一步解决的问题,针对需解决的问题提出了发展建议。


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