基于上转换荧光粉的紫外光源设计

陈 凤, 陈 璐, 刘 峰*, 张亮亮, 武华君, 吴 昊, 王笑军, 张家骅*

(1. 东北师范大学 紫外光发射材料与器件教育部重点实验室, 吉林 长春 130024;2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033;3. Department of Physics, Georgia Southern University, Statesboro, GA 30460, USA)

荧光粉光转化(Phosphor-converted,PC)类型的光源在我们的生活中随处可见。例如：房间里的荧光灯或吸顶灯、明亮的手机屏幕和电脑显示器[1-5]。此外，蓝光半导体芯片激发的PC近红外光源也正吸引着相关科研工作者们的目光[6-10]。相比于可见光区和近红外光区开展的PC光源研究，光谱区另一端的紫外光区的PC光源鲜有报道。紫外光技术已在灭菌消毒等技术领域得到了实际应用[11-13]。目前在紫外光应用领域常见的光源主要是气体放电类型的灯具。这类传统光源自身存在一些不足，例如，光源体积较大、使用过程中灯具过热、使用寿命相对较短。这些缺点限制了一些具有特殊需求的紫外光技术应用。近些年出现的紫外发光二极管产品在某种程度上改进了传统气体放电类型光源的不足，已展现出巨大的市场发展潜力[14-16]。但是，考虑到紫外发光二极管灯具目前复杂的制备工艺和成本，开发新型的PC紫外光源或许能为紫外光技术的发展提供一种选择。

借鉴可见光区和近红外光区PC光源的研究思路，在设计PC紫外光源时可能需要考虑如下两个基本因素: (1)选取适合的紫外发射波长。荧光粉材料的发光波长通常取决于发光离子，紫外发光材料的选取可考虑Ce3+、Pr3+、Gd3+、Pb2+或 Bi3+这几种离子掺杂的材料体系[17-20]。……