1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093 上海理工大学光学仪器与系统教育部工程研究中心， 上海 20009上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室， 上海 200093
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
荧光碳量子点是一种新型的、 有前途的光致发光纳米材料。 由于其多样的理化性质和独特的光学特性， 低成本、 生态友好、 丰富的功能基团等优势， 在生物成像、 光电器件、 光催化、 离子检测、 靶向药物输运等领域有广阔的应用前景。 发光二极管（LED）多年来一直是学术研究的热点， 广泛应用于液晶显示、 全彩显示和日常照明设备中。 许多荧光材料已经被应用于LED的研制; 纳米荧光碳量子点因其具有荧光发射波长可调、 发光性能稳定、 环境友好、 原材料丰富、 成本低廉等优点在光电器件方面有着极大的应用前景。 但目前碳量子点的可控制备依然是个挑战， 大多数碳量子点的荧光发射波长主要集中在蓝、 绿光波段， 且量子产率偏低， 限制了碳量子点在该领域的发展。 因此， 合成覆盖全光谱的荧光碳量子点并简单分析其发光机理可以极大地推动碳量子点在白光LED领域的应用。 以柠檬酸三胺为前驱体， 以多种低毒、 廉价的酸试剂为修饰剂， 采用一步溶剂热法成功制备了全色荧光碳量子点， 并用荧光光谱仪、 透射电镜、 X射线衍射仪、 拉曼光谱仪、 X射线光电子能谱仪、 紫外-可见分光光度计及傅里叶变换红外光谱仪对制备的碳量子点进行了表征分析。 结果表明， 所制备的碳量子点尺寸均匀， 分散性好， 发射的荧光由蓝色逐渐变为红色， 发射峰值波长在450～650 nm之间可调， 其荧光量子产率均在30%以上， 红色碳量子点的量子产率高达38.75%， 且表面富含羧基和羟基， 具有很强的亲水性。 通过不同酸试剂控制碳量子点的石墨化程度和表面羧基的数量， 简单探究了碳量子点的发光机理。 通过向环氧树脂中添加一种或多种颜色的碳量子点制备了全彩发射CQDs/环氧树脂复合薄膜， 并制备了三种具有高显色指数的白光LED， 其中暖白光LED的CIE色坐标为(0.43, 0.39)， 相关色温为3 913 K， 显色指数为86; 制备的中性白光LED的CIE色坐标为(0.37, 0.37)， 相关色温为4 170 K， 显色指数为85.5; 制备的冷白光LED的CIE色坐标为(0.30, 0.34)， 相关色温为6 857 K， 显色指数为80.4。 该研究为开发低成本全彩色荧光薄膜和发光器件的替代荧光粉提供了一种新思路。英文标题>Preparation of Full-Color Carbon Quantum Dots and Their Application in WLED
碳量子点 全彩色 多酸试剂 荧光薄膜 白光发光二极管 Laboratory of Modern Optics System， University of 光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1358
南京邮电大学 电子与光学工程学院，柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
荧光玻璃陶瓷结合了荧光粉优异的发光性能和玻璃基质良好的热导率及热稳定性的特点，已在高功率白光LED乃至激光照明领域引起了广泛的关注。本文采用一种选择性激光（CO2激光器）烧结技术，制备了YAG∶Ce荧光玻璃陶瓷，并研究了其荧光发光性能以及构筑的白光LED的器件性能。与传统的重熔融或固相烧结方法不同，选择性激光烧结技术仅对局部加热且升/降温速率大，因此该方法具有节能和快速的特点。研究表明，选用适当的激光功率（24 W）、扫描速度（135 mm/s）和扫描间隔（9 μm）等参数，可制备出形貌较好的YAG∶Ce荧光玻璃陶瓷；经过630 ℃热处理1 h消除应力后，其呈现出Ce3+离子典型的4f→5d能级跃迁对应的宽带激发光谱（峰值为340 nm和455 nm）以及5d→4f能级跃迁对应的宽带发射光谱（峰值为570 nm），量子效率达82%；与450 nm蓝光LED芯片（3.11 V，0.30 A）组合后，可实现92 lm的白光输出，流明效率为98 lm/W，显色指数为69，色温为5 001 K，色坐标为（0.34，0.35）。以上结果表明，该方法在制备荧光玻璃陶瓷中具有重要的应用潜力。
荧光玻璃陶瓷 Ce3+掺杂 选择性激光烧结 白光发光二极管 glass ceramic phosphor Ce3+ doped selective laser sintering white light-emitting diodes
伊犁师范大学物理科学与技术学院, 新疆凝聚态相变与微结构实验室, 伊宁 835000
通过溶胶-凝胶法制备出一系列Dy3+掺杂的Y2MgTiO6(YMT∶Dy3+)荧光粉, 并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对荧光粉的晶体结构、微观形貌及发光性质进行研究和分析。研究结果显示, YMT∶Dy3+荧光粉为双钙钛矿结构, Dy3+掺杂不改变样品的晶体结构。在近紫外光(352 nm)的激发下, 样品的发射光谱显示出典型的Dy3+特征发射峰, 分别是485 nm处的蓝光、578 nm处的黄光, 以及650~700 nm的红光。当Dy3+摩尔浓度x=0.03时, 荧光粉出现浓度猝灭效应, 其浓度猝灭机制为电偶极子-电偶极子相互作用(d-d)。YMT∶Dy3+荧光粉的CIE色坐标明显受到Dy3+的浓度影响, 其中YMT∶0.02Dy3+荧光粉的CIE色坐标为(0.406, 0.407), 位于暖白光区, 可作为一种暖白光荧光粉应用于近紫外激发白光发光二极管(w-LEDs)。
溶胶-凝胶法 Dy3+掺杂 双钙钛矿结构 暖白光 白光发光二极管 sol-gel method Dy3+doping Y2MgTiO6 Y2MgTiO6 double perovskite structure warm white light w-LEDs
1 闽南师范大学物理与信息工程学院，福建 漳州 363000
2 闽南师范大学福建省光电材料与器件应用行业技术开发基地，福建 漳州 363000
在明确发光二极管（LED）器件输出动态光通量、负载电功率、发光效率、热功率系数之间关系的基础上，将理论模型拓展至包含LED驱动控制器的参数（频率、增益系数、电压幅值）以及散热器温度，从而通过调节LED器件参数以及驱动特性，控制白光LED照明系统最佳工作点的范围，进而分析照明系统闪烁指数、闪烁百分比、电压幅值、频率和LED光源参数之间的内在规律。提出一种基于纹波特性的白光LED器件动态光通量特性理论模型，该理论模型可准确预估白光LED照明系统在不同纹波特性下的动态照度变化、闪烁指数、闪烁百分比。通过测试不同工作条件下LED照明器件的照度、闪烁指数以及闪烁百分比，并与计算值进行比较，二者的平均误差为7.1%，计算结果和测量结果具有良好的一致性，证明了所提出的基于纹波特性动态及稳态光通量模型的有效性。由测试结果可知，LED光源在不同工作条件下闪烁指数以及闪烁百分比发生明显变化，这意味着需要通过合理地控制LED光源和驱动系统的参数，使照明系统的闪烁指数和闪烁百分比变化最小，从而满足IEEE国际标准对闪烁效应的要求。
光学器件 动态光通量模型 纹波电流 闪烁指数 闪烁百分比 白光发光二极管 光学学报
2023, 43(14): 1423001
1 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
2 深圳市强流明光电有限责任公司，广东 深圳 518104
3 深圳市光优光电科技有限公司，广东 深圳 518108
荧光粉转换白光LED具有高能效、低成本、长寿命等优势，广泛应用于照明领域，提高荧光粉转换白光LED的光效一直是该领域的研究热点。为了对白光LED的高性能封装进行设计优化和制备，采用模拟仿真以及实验测试相结合的方式，对LED芯片封装进行研究分析，采用了特制支架和双芯片封装，提高灯珠光效，在此基础上，改进了荧光粉涂覆工艺，提高了荧光粉激发效率，整体提高LED光效约6%，且研究了远程荧光粉与芯片的距离变化时LED的光效变化。
光学设计 白光发光二极管 远程荧光粉 Light Tools仿真 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0933001
1 吉林化工学院石油化工学院，吉林 吉林 132022
2 吉林大学化学学院，长春 130012
基于紫外/近紫外光激发的高效三基色荧光粉的研发对于白光LED的应用发展具有重要意义。通过高温固相法合成一系列Ce3+、Tb3+和Eu3+单掺杂CaxMgyAlmSinOz (Ca2Mg0.25Al1.5Si1.25O7, Ca2Mg0.5AlSi1.5O7, Ca2Mg0.75Al0.5Si1.75O7, Ca20Al26Mg3Si3O68)的三基色荧光粉。通过Rietveld精修、晶体结构模拟和密度泛函理论计算等对样品晶体结构和带隙结构进行研究，分析了化学计量数调控晶体结构及其对发光性的影响。结果表明：通过发光性能对比，挑选出优质蓝、绿、红三基色荧光粉Ca2Mg0.25Al1.5Si1.25O7:0.06Ce3+、Ca2Mg0.5AlSi1.5O7:0.06Tb3+和Ca2Mg0.25Al1.5Si1.25O7:0.07Eu3+，三者量子效率分别为28.13、26.42和26.75，荧光寿命分别为42.23 ns、2.88 ms和2.21 ms，发光热稳定性良好；最后，将三基色荧光粉与紫外芯片结合制作了白光发光二极管(LED)，并测试其发光效率、相关色温和显色指数等性能参数，结果表明这些荧光粉在紫外激发白光LED中具有潜在的应用前景。
硅铝酸盐 三基色荧光粉 白光发光二极管 aluminosilicate trichromatic phosphor white light-emitting diode
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院，福建 厦门 361024
2 厦门理工学院 福建省光电技术与器件重点实验室，福建 厦门 361024
采用高温固相法制备一系列新型Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+（x=0~0.20）及Sr2.88Ga2Ge4O14∶0.06Sm3+，0.06M（M=Li+，Na+，K+）荧光粉，通过物相形貌、荧光光谱、热稳定性及CIE色度坐标等分析手段对样品性能进行了详细研究。根据不同掺杂浓度Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+的荧光发射谱，发现Sm3+最佳掺杂浓度为x=0.06，其荧光浓度猝灭归因于Sm3+之间的电偶极-电偶极相互作用。研究发现，通过共掺杂M（M=Li+，Na+，K+）做电荷补偿离子可以提升Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+的发光性能。此外，随着Sm3+掺杂浓度提高，其荧光寿命不断减小。最后探讨了Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+的CIE色度坐标和热稳定性，其CIE色度坐标位于橙红光区域，且在423 K的发光强度大概为其室温的95%。研究表明，Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+作为新型橙红荧光粉有望应用于白光发光二极管（WLED）。
Sr3Ga2Ge4O14 Sm3+ 电荷补偿剂 光致发光 白光发光二极管（WLED） Sr3Ga2Ge4O14 Sm3+ charge compensator photoluminescence white light emitting diode（WLED）
黑龙江大学 物理科学与技术学院, 哈尔滨 150080
为了进一步研究非视线链路情况下的可见光通信系统, 建立了非视线链路通信空间模型, 在此基础上设计基于非视线链路的可见光通信系统收发端并完成通信。实验结果表明: 在保证可见光通信过程中接收端只接收到非视线链路传输的信号时, 通信系统仍然能正常完成通信, 采用非视线通信可以解决因视线链路被遮挡而无法进行通信的问题。
白光发光二极管 可见光通信 非视线链路 漫反射 通信信道 white light light-emitting diode visible light communication non-line-of-sight link diffuse reflection communication
