Luminofor to substancja zdolna do absorbowania energii i następnie emitowania jej w formie światła. Proces ten jest znany jako luminescencja i może zachodzić w różnych warunkach, w zależności od rodzaju luminoforu. Luminofory znajdują szerokie zastosowanie w technologii, w tym w lampach fluorescencyjnych, wyświetlaczach, diodach elektroluminescencyjnych oraz w medycynie, na przykład w badaniach obrazowych.
Budowa i działanie
Luminofory są zazwyczaj ciałami stałymi, które posiadają sieć krystaliczną, w której to sieci mogą być wprowadzone domieszki (aktywatory), które są odpowiedzialne za właściwości luminescencyjne materiału. Po wzbudzeniu przez absorpcję energii, na przykład światła ultrafioletowego, promieniowania rentgenowskiego lub energii elektrycznej, elektrony w luminoforze są podnoszone do wyższych poziomów energetycznych. Po powrocie do stanu podstawowego, energia ta jest uwalniana w formie fotonów, czyli światła widzialnego.
Typy luminescencji
Luminescencja może być podzielona na kilka typów w zależności od mechanizmu wzbudzenia i czasu trwania emisji światła:
- Fluorescencja – szybka emisja światła, która ustaje niemal natychmiast po zaprzestaniu wzbudzenia.
- Fosforescencja – emisja światła trwa dłużej, nawet po zaprzestaniu wzbudzenia, dzięki zjawisku opóźnienia w powrocie elektronów do stanu podstawowego.
- Elektroluminescencja – emisja światła pod wpływem prądu elektrycznego.
- Katodoluminescencja – emisja światła pod wpływem bombardowania elektronami (np. w lampach CRT).
Zastosowanie
Luminofory są wykorzystywane w wielu dziedzinach przemysłu i technologii:
- Oświetlenie – w lampach fluorescencyjnych i świetlówkach, gdzie luminofory przekształcają niewidzialne promieniowanie UV emitowane przez gaz w światło widzialne.
- Wyświetlacze – w telewizorach i monitorach, gdzie luminofory emitują światło pod wpływem bombardowania elektronami.
- Bezpieczeństwo i znakowanie – w farbach i taśmach luminescencyjnych używanych do oznaczania dróg ewakuacyjnych czy w miejscach, gdzie wymagane jest świecenie po wyłączeniu źródła światła.
- Medycyna – w diagnostyce obrazowej, gdzie luminofory pomagają wizualizować struktury wewnętrzne ciała za pomocą promieniowania rentgenowskiego.
Właściwości i kryteria wyboru
Wybór odpowiedniego luminoforu zależy od wielu czynników, takich jak:
- Długość fali emitowanego światła – musi być dostosowana do potrzeb aplikacji.
- Intensywność luminescencji – ważna w aplikacjach wymagających silnego światła.
- Czas trwania luminescencji – istotny w zastosowaniach, gdzie światło ma świecić po zaprzestaniu wzbudzenia.
- Stabilność chemiczna i termiczna – ważna w środowiskach o ekstremalnych warunkach.
- Toksyczność i wpływ na środowisko – ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa i ekologii.
Luminofory są kluczowymi komponentami w wielu technologiach oświetleniowych i wyświetlających, a ich właściwości i zastosowania są ciągle rozwijane w ramach badań nad nowymi materiałami i technologiami.
