PDF《反斯托克斯荧光制冷的研究进展与综述》

2 能量传递型反斯托克斯荧光制冷模型(ASFCET) 另外 ,我们给出了固体材料荧光制冷的另一种物理机制 ― ― ― 能量传递机制 ,并从理论 上对能量传递型的制冷机制进行了研究 ,认为在某些材料中 ,周边环境不同的发光中心间 的能量传递机理可以产生荧光制冷.通过理论推导和计算 ,我们给出了能量传递型反斯 托克斯荧光制冷的制冷效率. 固体中的发光离子因受到周围晶场的影响不同 ,其发射的荧光光谱的分布称为非均 匀分布.在非均匀光谱线宽中 ,周边环境不同的离子的荧光发射处于非均匀线形内的不 同位置 ;

而周边环境相同的离子的荧光发射处于非均匀线形内的位置也相同.假设离子

6 9 物理学进展20 卷A为处于某种物理环境的发光中心.如果选择激发 A 离子 ,荧光谱线窄化的工作结果表 明 ,最初所测到的荧光光谱为 A 处的均匀线型 ,加长测量的延迟时间 ,会观测到其它不同 中心的发光.这是由于发光中心之间存在着激发态传递过程.在选择激发 A 离子时 ,随 着时间的推移 ,光谱会发生扩散.能量传递的存在导致了光谱扩散. 假设在我们考虑的材料中只存在着两种周边环境不同的发光中心 A 和B,如果对 A 中心进行选择激发 ,除了 A 的发光外 ,我们还可以观察到 B 的发光(条件是 A、 B 之间存在 着能量传递) .由于 A、 B 两种发光中心的激发态间具有一定的能量差 ,因此 ,这样的能量 传递一定是由声子辅助而发生的.当A的激发态能量大于 B 的激发态能量时 ,能量传递 的结果是放出声子 ;

当A的激发态能量小于 B 的激发态能量时 ,能量传递的结果是吸收 声子.如果能量传递发生在后一种情况 ,传递过程将吸收基质的热量 ,而吸收的热量又由 B 中心的荧光发射带出.这样 ,就产生了能量传递型的荧光制冷效应 (ASFCET ― ― ―A nti ΟStokes Fluorescent Cooling by Energy Transf er) . 1. 3.

3 双机制并行的研究 ASFCSC 和ASFCET 分别为单中心制冷机制和多中心之间能量传递制冷机制 ,这两 种机制间原则上不存在矛盾.每种制冷机制均可以对反斯托克斯荧光制冷有贡献.在满 足一定的条件后 ,有可能形........