ТОВ «Селток Фотонікс»
SELTOK PHOTONICS . COM
перший професійний
каталог оптоелектроніки 
ua
+38 (067) 326-44-76+38 (044) 351-16-05
Замовити дзвінок
Кошик замовлення
  • Меню
  • Каталог
    • Thorlabs
      • Оптомеханіка
        • Оптичні столи
        • Оптомеханічні компоненти
        • Позиціонування. Управління переміщенням
      • Детектори
        • Фотоелектронні помножувачі / ФЕП
      • Оптика
        • Оптичні компоненти
        • Оптичні ізолятори
      • Оптоволокно
        • Волокно та патчкорди
        • Оптоволоконні компоненти
        • Інспекційні інструменти
      • Джерела випромінювання
        • Лазери
        • Некогерентні джерела світла
      • Аналіз випромінювання
        • Вимірювання потужності та енергії
        • Візуалізація випромінювання
      • Лабораторне приладдя та аксесуари
      • Діафрагми, апертури, пінхоли
    • Волоконно оптичні гіроскопи (FOG)
      • Компоненти FOG
      • Системи вимірювання інерції (IMU)
      • Волоконно оптичні гіроскопи (FOG)
      • Інструменти FOG
      • Кільцеві лазерні гіроскопи (RLG)
    • Лазери
      • Напівпровідникові лазери
        • Лазерні діоди
        • Лазерні діоди з волоконним виводом
        • Масиви лазерних діодів
      • Волоконні лазери
    • Джерела випромінювання
      • Джерела УФ випромінювання
        • Джерела світла
        • Аксесуари
      • Ксенонові / Ртутно-ксенонові лампи / LDLS
      • Дейтерієві лампи
      • Мультиспектральні джерела світла
      • Лампи з порожнистим катодом
      • LED системи та світлодіоди
      • Джерела інфрачервоного випромінювання
      • Джерела рентгенівського випромінювання
    • Детектори. Системи відображення
      • Електронні трубки
        • Фотоелектронні помножувачі ФЕП / ФЭУ
        • Модулі ФЕП
        • Датчики полум’я
        • Фотоелементи
        • Аксесуари
      • Оптонапівпровідникові детектори
        • Фотодіоди
        • Детектори інфрачервоні
        • Кремнієві ФЕП SiPM
        • Фотоелектронні інтегральні схеми
        • Плати керування
      • Блоки живлення. Підсилювачі
        • Блоки живлення
        • Підсилювачі
      • Сцинтилятори. Кристали
    • Камери. Об'єктиви
      • Камери
      • Об'єктиви
      • Аксесуари
    • Оптика. Оптичні системи
      • Оптика
        • Поляризаційні компоненти
        • Адаптивна оптика
      • Оптичні системи, монохроматори
        • Монохроматори
        • Оптичні системи
      • Оптоволокно
        • Волоконно-оптичні пластини
    • Спектрометрія
      • Спектрометри оптичні
      • Допоміжне спектрометричне обладнання
      • Спектрометричні оптоволоконні джерела світла
      • Раманівська спектрометрія
        • Раманівські спектрометри / Системи
        • Лазери для раманівської спектрометрії
        • Тримачі зразків, зонди та аксесуари
      • Вимірювальні системи
      • Портативні аналізатори для сільського господарства, промисловості, фармацевтики, LIBS
    • Аналізатори та генератори сигналів
      • Генератори сигналів
        • Генератори імпульсів
        • Генератори сигналів довільної форми
        • Генератори шаблонів
        • Модулі NI FlexRIO
      • Аналізатори сигналів, дігітайзери, крейти
        • Модулі обробки імпульсів MCA
        • Дігітайзери
        • Крейти
        • Системи зчитування
  • Виробники
  • Про нас
    • Глосарій
    • Новини
    • Вакансії
  • Контакти
    • Каталог
      • Thorlabs
      • Волоконно оптичні гіроскопи (FOG)
      • Лазери
      • Джерела випромінювання
      • Детектори. Системи відображення
      • Камери. Об'єктиви
      • Оптика. Оптичні системи
      • Спектрометрія
      • Аналізатори та генератори сигналів
    • Виробники
    • Про нас
      • Глосарій
      • Новини
      • Вакансії
    • Контакти
    • Питання відповідь
    • Виробники
    Будьте завжди в курсі!
    Дізнавайтесь про новітні розробки першими
    Новини
    Всі новини
    9 Грудня 2022
    Нова камера TAMRON MP3010M-EV з 10х зумом та стабілізацією зображення
    8 Листопада 2022
    Нова лінійка VIS-SWIR об’єктивів Tamron
    8 Листопада 2022
    Камера-модулі для моторизованих об’єктивів Kurokesu
    Cтатті
    Всі статті
    Антилазер забезпечує майже ідеальне поглинання світла
    Антилазер забезпечує майже ідеальне поглинання світла
    Антиблікове покриття забезпечує ідеальне пропускання світла
    Антиблікове покриття забезпечує ідеальне пропускання світла
    Ефективний лазер на вільних електронах
    Ефективний лазер на вільних електронах
    Головна-Довідкова інформація-Cтатті-Проста фізика: Люмінесценція

    Проста фізика: Люмінесценція

    Проста фізика: Люмінесценція
    05.12.2019
    Яка різниця між люмінесценцією, фотолюмінесценцією, флуоресценцією та фосфоресценцією?

                Малюнок 1 (праворуч): Приклади люмінесценції. 
                Зверху ліворуч: фотолюмінесценція з квантових точкових напівпровідників. 
                Вгорі справа: хемілюмінесценція (біолюмінесценція) медуз
                Знизу зліва: радіолюмінесценція тритієвого циферблату 
    (Джерело: Nite Watches)
                Праворуч знизу: електролюмінесценція OLED-дисплея смартфону


    Терміни люмінесценція, фотолюмінесценція, флуоресценція та фосфоресценція зазвичай використовуються в дослідницьких роботах для опису випромінювання світла від зразка. Це множинне найменування може бути сумішшю з кількох термінів, які можуть використовуватись заміняючи один одного, і дослідники з різних наукових груп вважають за правильне використовувати одну назву замість іншої. У цій статті ми відповідаємо на питання "Яка різниця між люмінесценцією, фотолюмінесценцією, флуоресценцією та фосфоресценцією".

    Що таке люмінесценція?
    Люмінесценція - це будь-яке випромінювання світла (електромагнітних хвиль) від речовини, що виникає не при нагріванні.
    Це визначення відрізняє люмінесценцію від розжарювання, що спричиняє випромінювання світла через підвищену температуру речовини, наприклад, так світиться гаряче вугілля. Слово люмінесценція походить від латинських слів lumen - світло,
    та escentia - процес, отже, означає процес виділення світла.

    Існує багато типів люмінесценції, які можна класифікувати за джерелом енергії, яке ініціює процес люмінесценції.
    Огляд різних типів люмінесценції та джерел їх енергії наведено на Малюнку 2. Багато з процесів люмінесценції мають важливі наукові та промислові сфери застосування, такі як електролюмінесценція, де випромінюється світло при рекомбінації електронів і дірок після дії електричного поля на матеріал, що є принципом роботи світлодіодів, і хемілюмінесценція, коли випромінювання світла ініціюється хімічною реакцією, що використовується в біологічних аналізах та в хімічних джерелах світла. Однак у цій статті основна увага приділяється фотолюмінесценції, яка є основою роботи спектроскопічної техніки для проведення неруйнівного контролю, фотолюмінесцентної спектроскопії, що широко використовується як в наукових дослідженнях, так і в промисловості.

    Малюнок 2: Типи люмінесценції та джерела їх енергії
    Luminescence chart.jpg

    Що таке фотолюмінесценція?
    Фотолюмінесценція - це випромінювання світла матеріалом, що відбувається слідом за поглинанням ним світла.
    Слово саме по собі цікаве тим, що воно є поєднанням латинського слова luminescence та грецького префікса photo- для світла. Будь-яка люмінесценція, що індукується поглинанням фотонів, називається фотолюмінесценцією. Це може бути як випромінювання світла молекулою органічного барвника у розчині (мал. 3а), так і результат міжзонної рекомбінації електронів та дірок після фотоекспозиції напівпровідника (мал. 3б).

    Малюнок 3: Приклади фотолюмінесценції
    (а) спектр фотолюмінесценції флуоресцеїну в натрій-фосфатному буфері
    (б) спектр фотолюмінесценції міжзонної рекомбінації у напівпровіднику CH₃NH₃PbI₃
    Вимірювання проведені за допомогою фотолюмінесцентного спектрометра FLS1000
    Examples of photoluminescence.png
    Опис будь-якого випромінювання світла, що спричинене поглинанням фотона, терміном фотолюмінесценція є правильним; однак загально використовуваним, особливо хіміками, є подальше розділення фотолюмінесценції на флуоресценцію та фосфоресценцію.

    Чим відрізняється флуоресценція від фосфоресценції?
    Існують різні визначення флуоресценції та фосфоресценції, найпростішим є те, що флуоресценція - це коротка фотолюмінесценція, яка дуже швидко зникає після фотоекспозиції речовини, тоді як фосфоресценція - це довготривала фотолюмінесценція, яка триває довгий час після припинення фотозбудження. Це визначення просте і воно не пояснює, чому виникає така різниця у часових масштабах фотолюмінесценції, а деякі матеріали можуть потрапляти в сіру область між класичними часовими шкалами флуоресценції та фосфоресценції. Більш детальне визначення повинно базуватися на квантовій механіці збуджених і стабільних станів, що беруть участь у процесі випромінювання. Використовуючи цей підхід, флуоресценція та фосфоресценція можуть бути визначені як фотолюмінесценція, де радіаційний перехід не вимагає зміни спінової кратності та фотолюмінесценції, де радіаційний перехід передбачає зміну спінової кратності відповідно.

    Флуоресценція та фосфоресценція найчастіше використовуються для позначення фотолюмінесценції з молекулярних систем. Електрони в стабільних молекулах завжди існують парами, оскільки молекули з неспареними електронами є надзвичайно реагуючими і нестабільними. Електрони володіють власним кутовим моментом, відомим як "спін", і пара електронів може існувати в одному з двох повних спінових станів в залежності від відносної симетрії спінів двох електронів. Якщо два спіни знаходяться в антисиметричній конфігурації, електронна пара має повний спін рівний нулю (S = 0), навпаки, якщо вони знаходяться у симетричній конфігурації, то пара має повний спін рівний одиниці (S = 1). Як показано на малюнку 4, існує одна комбінація станів спінової пари електронів, яка є антисиметричною, і три комбінації станів спінової пари, які є симетричними, і відповідно, стани S = 0 і S = 1 називаються синглетними і триплетними.

    Малюнок 4: Синглетний та триплетний стани за замовчуванням
    singlet and triplet states.png

    Коли фотон поглинається молекулою, один з електронів переходить на більш високий рівень енергії, і молекула переходить у збуджений стан. Оскільки основний стан молекули (майже) завжди є синглетним станом (S0), то внаслідок збереження моменту імпульсу, фотозбуджений стан також повинен бути синглетним (S1), як показано на діаграмі Яблонського нижче. Перехід стану S1 назад до S0 - це дозволений перехід (оскільки обидва стани мають однакову спінову кратність), який призводить до швидкої фотолюмінесценції, яка виникає в часовій шкалі від пікосекунд до наносекунд і називається флуоресценцією.


    Малюнок 5: Діаграма Яблонського з процесами флуоресценції та фосфоресценції та їх типовими константами швидкості

    Jablonski diagram of fluorescence.png

    В альтернативному варіанті, молекула може зазнати інтеркомбінаційного переходу (intersystem crossing - ISC) до збудженого триплетного стану (T1). ISC зазвичай відбувається в молекулах з високим ступенем спін-орбітальної взаємодії, взаємодії орбітального кутового моменту і спінового кутового моменту електрона, що дозволяє здійснювати перетворення між синглетним і триплетним станами. Ступінь спін-орбітальної взаємодії зростає з масою атома, тому фосфоресцентні молекули повинні містити важкі метали, такі як європій та іридій. Перехід стану T1 назад до S0 є забороненим переходом, оскільки стани мають різну спінову кратність через збереження кутового моменту. Однак спін-орбітальна взаємодія послаблює це обмеження і стає можливим радіаційний перехід від T1 до S1. Оскільки «заборонена» фотолюмінесценція, що виникає в результаті переходу T1 до S0, відбувається у набагато повільнішому часовому масштабі, від мікросекунд до тисяч секунд, вона називається фосфоресценцією. 

    Малюнок 6
    (а) затухання флуоресценції 9-аміноакридинового розчину, що має тривалість життя 16 нс
    (б) затухання фосфоресценції розчину Eu2O3, що має тривалість життя 120 мкс
    Виміряно за допомогою спектрометра фотолюмінесценції FLS1000
    decay.png

    Слід також зазначити, що випромінювання з деяких матеріалів не завжди точно підпадають під ту чи іншу категорію.
    Прикладом цього є термічно активована уповільнена флуоресценція (thermally activated delayed fluorescence - TADF).
    У TADF рівні S1 і T1 близькі за енергією і сильно взаємодіють, і тому можливий зворотний ISC від T1 до S1.
    Це призводить до затримки переходу від S1 до S0, що призводить до фотолюмінесценції в часовому інтервалі між флуоресценцією та фосфоресценцією, відомим як запізніла флуоресценція.
      
    Характеризування випромінювання як фотолюмінесценція або флуоресценція / фосфоресценція, у кінцевому рахунку зводиться до особистого вибору. Хіміки та біологи, які в основному вивчають молекулярні системи, віддають перевагу використанню термінів флуоресценція та фосфоресценція, оскільки в сильно локалізованих молекулярних системах є чіткі синглетні та триплетні стани. Навпаки, фізики переважно вивчають напівпровідні матеріали, де електрони сильно делокалізовані, а поняття синглет і триплет часто перестає бути актуальним. Це одна з причин, чому фізики схильні використовувати ширший термін фотолюмінесценція для опису процесу випромінювання світла.

    Як би ви його не назвали: фотолюмінесценція, флуоресценція та фосфоресценція може забезпечити багату інформацію про властивості молекул та матеріалів, від визначення часу життя носіїв заряду в сонячних елементах до вимірювання динаміки сольватації навколо міцел в живих клітинах.


    Джерело:  edinst.com/blog



    Пов'язані товари

      • StellarNet BLK-C спектрометр, 190-850 nm, 0.85nm, 16bits
        StellarNet BLK-C спектрометр, 190-850 nm, 0.85nm, 16bits
        Під замовлення
        Детальніше
      • Hamamatsu C13796 блок детектування фотонів, Ø22mm, 300-650nm
        Hamamatsu C13796 блок детектування фотонів, Ø22mm, 300-650nm
        Під замовлення
        Детальніше
      Повернутися

      2023 © ТОВ «Селток Фотонікс»
      logo youtube.png   in logo.png
      ПОПУЛЯРНІ РОЗДІЛИ
      КОМПАНІЯ
      ІНФОРМАЦІЯ
      • Фотоелектронні помножувачі
      • Датчики полум'я
      • Фотодіоди
      • Інфрачервоні детектори
      • Інфрачервоні випромінювачі
      • Лінзи, дзеркала, призми
      • Монохроматори
      • Оптичні столи
      • Лазери
      • Про нас
      • Контакти
      • Виробники
      • Новини
      • Статті
      • Глосарій
      • Питання-відповідь
      • Особистий кабінет
      +38 (067) 326-44-76+38 (044) 351-16-05
      Замовити дзвінок
      2023 © ТОВ «Селток Фотонікс»
      logo youtube.png   in logo.png