ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетическая и световая отдача из "Катодолюминесценция" Важным признакол для количественной оценки люминесцентных свойств катодолюминофора служит величина отдачи, или его коэффициент полезного действия. Им делается попытка установить количественный эквивалент при переходе энергии возбуждения в люминесцентное излучение. [c.229] Поглощаемая в момент возбуждения энергия расходуется люминофором по весьма разнообразным каналам. Большая часть её непосредственно переходит в тепло и. заметно нагревает экран. Повышение температуры экрана может быть обнаружено просто касанием рукой фронтального стекла трубки во время работы. Значительная доля энергии идёт на вырывание свободных вторичных электронов, которые покидают люминофор в направлении ускоряющего электрода и этим поддерживают потенциал экрана при бомбардировке. Совершенно очевидно, что в нормальных условиях работы число освобождающихся вторичных. электронов должно быть больше или по крайней мере равно числу поступающих первичных. Часть энергии неизбежно тратится на излучение вне пределов видимой области (короткий ультрафиолет, рентгеновское излучение). Только небольшой остаток энергии идёт на оптические переходы, которые обусловливают собственно люминесцентное излучение. Учитывая сильное нагревание экрана и величину вторичной электронной эмиссии, а priori можно предполагать небольшую величину коэффициента полезного действия катодолюминесценции. [c.229] Распределение энергии Л1сжду отдельными каналами очень сложно и баланс её в катодолюминофоре пока не поддаётся количественному учёту. Вычисляемый коэффициент полезного действия-имеет поэтому несколько условный характер. В технике величина его даётся отношением излучаемой экраном энергии к энергии, подводимой в момент возбуждения. В зависимости от назначения количественной характеристики величина коэффициента может быть определена двояким путём. Знаменатель в каждом из отношений остаётся одним и тем же, и разница заключается только в выборе единиц для числителя. Если числителем служит полный поток излучаемой люминофором энергии, то отношение принято называть энергетической отдачей. Величина её выражается в ваттах излучаемой энергии на ватт подводимой. [c.230] Второй вид количественного выражения отдачи удобен в случаях технического применения катодолюминесценции. Поскольку излучение экрана предназначено для восприятия человеческим глазом, числителем отношения может служить световой поток или сила света, даваемые экраном в стандартных условиях возбуждения. В подавляющем большинстве случаев техническая светоотдача определяется как отношение силы света экрана в свечах к единице подведённой мощности в ваттах ( P/W). [c.230] Точная оценка отдачи в обоих видах её выражения представляет зн 1чительную трудность. Техническая сторона измерений будет изложена в препаративной части книги. Здесь достаточно указать главнейшие источники ошибок, чтобы установить направление и размер погрешности. Главная трудность при определении числителя заключается в измерении полного потока энергии, даваемого экраном. Помимо отсутствия достаточно чувствительных объективных приёмников, здесь необходимо учитывать неравномерность пространственного распределения потока, поглощение в толще самого люминофора и роль подложки. [c.230] При определении знаменателя, как указано выше, невозможно учесть ту долю подводимой энергии, которая потенциально способна возбуждать люминесценцию. В силу этого при вычислении отдачи в расчёт идёт вся подводимая к экрану энергия. При её оценке главный источник погрешностей лежит в способе измерения электрических величин. Напряжение и ток пучка измеряются в цепи катод— анод как правило, наблюдаемые при этом величины всегда превышают действительно участвующие в возбуждении. В оценке энергии бомбардирующих электронов ошибка не так велика, если измерения идут при умеренном напряжении (не выше 5—6 кУ для силикатов и 10—12 кУ для сульфидов на ускоряющем электроде). Погрешность в измерении тока значительно больше и в неблагоприятных условиях может достигать 100%. Величина ошибки зависит от конструкции электронной оптики, способа измерения, системы фокусировки и управления лучом. Следует иметь в вгщу, что погрешности в измерении тока и напряжения всегда увеличивают знаменатель отношения и тем самым понижают величину отдачи. [c.231] Указанные выше особенности определения отдачи придают ей приближённый характер, особенно в отношении технической светоотдачи. Определение технической светоотдачи вполне оправдывает себя как производственный способ сравнения экранов друг с другом по абсолютной величине она не может быть использована для интерпретации механизма свечения. [c.231] Приведённые в таблице значения отдачи для виллемита получены путём довольно грубого пересчёта полного светового потока экрана в энергетический на основе его спектрального распределения. Для других люминофоров отдача вычислена сравнением площадей, ограниченных спектральными кривыми исследуемого препарата и виллемита. Оба сравниваемых люминофора находились в одинаковых условиях возбуждения. Метод расчёта не обеспечивает большой точности, и цифры должны быть подтверждены более строгими измерениями. [c.232] ДЛЯ техники полнотой работу экранов. Условность определения требует, однако, строго стандартной обстановки для получения сравнимых результатов. Стандартизация важна как в отношении экрана (способы нанесения), так и в условиях возбуждения. При определении светоотдачи возбуждение принято вести фокусированным лучом с растровой развёрткой. Применение неподвижного луча исключено из-за утомления экранов, которое наступает при токах пучка, далеко не достигающих используемых в технике. Недостатком неподвижного луча служит также трудность получить равномерное распределение плотности возбуждения по измеряемой площади. Развёрнутый луч, допуская большую мощность возбуждения, максимально приближает обстановку измерений к реальным условиям работы экрана. Последнее особенно важно для получения полноценных в техническом отношении результатов. При растровом возбуждении учитывается не только яркость в момент возбуждения, нон та доля свечения при затухании, которая соответствует времени кадра. Это существенно, напри.адер, для применяемых в телевизионном приёме фосфоров. [c.233] Светоотдача ряда менее распространённых катодолюминофоров будет приведена в препаративной части книги при описании люминесцентных свойств соответствующих соединений. Там же будут даны более полные сведения о светоотдаче разнообразных цинк-кадмий сульфидов и сульфид-селенидов цинка, широко применяемых в производстве электронных приборов. [c.235] Как показывает табл. 24, величина светоотдачи различна у соединений различных химических классов. Наибольших значений она достигает в сульфидах и сульфид-селенидах значительно меньше она у силикатов и очень мала в вольфраматах. Связь люминесцентной способности (отдачи) с химическим составом и кристаллической структурой очевидна, но за исключением закономерного изменения отдачи или спектра в гомологических рядах пока не поддаётся учёту. Вопрос этот принадлежит к числу основных в люминесценции реиление его могло бы ориентировать дальнейшую работу по поискам новых, более совершенных катодолюминофоров. [c.236] Вопрос оптимального для люминесценции типа структуры не освещён систематическими наблюдениями. Для выводов необходима более широкая и строгая в экспериментальном отношении оценка люминесцентной способности различных соединений. Больнюй интерес представляет наблюдение, касающееся повышенной люминесцентной способности у соединений со слоистой структурой [139, 142, 143]. Оно подтверждается опытами с галоидными солями ряда двувалентных металлов, интересными опытами с силоксеном и его дериватами, многочисленными наблюдениями по люминесценции основных солей цинка (оксисульфаты, оксихлориды и т. д.) и довольно большим числом других наблюдений. Помимо чисто практического значения, знание связи между структурой и люминесцентной способностью важно в теоретическом отношении. Оно позволило бы установить характер энергетического спектра включений в решётке, механизм работы излучающего атома и особенности транспортировки энергии по кристаллу. [c.237] Вернуться к основной статье