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近年来,随着照明光源的不断发展,用电量不断增加,而且照明光源中存在对环境有害的物质,这就与节能减排的观点背道而驰。白光LED具有无污染、低能耗、高显色性、使用时间长、响应速度快等传统照明光源不具备的优势,受到人们的广泛关注。目前能够使LED成功发射白光的最重要的一种方法就是由发射蓝光的LED和加入稀土元素的荧光粉匹配在一起,但是这种方法存在缺少红光成分、热稳定性差、易老化等缺陷。所以本文采用了掺杂稀土离子的玻璃作为荧光体,和荧光粉相比,荧光玻璃更具优势热稳定性高、发光均匀、制备工艺简单等。本文采用传统的熔体冷却技术制备了单掺或共掺稀土离子Ce3+、Dy3+和Eu3+的硼硅酸盐(SiO2-B2O3-CaO)荧光玻璃。通过激发光谱、发射光谱、色度图、色度坐标和色温等对荧光玻璃进行测试、分析和表征,得出了稀土离子的浓度对荧光玻璃发射的白光强度以及白光效果的影响,并且准确的获得了白光效果最好、发光强度最强时样品中稀土离子的浓度。此外,本文也对所掺杂的稀土元素之间的能级跃迁及能量传递机制进行了研究。(1)由传统的熔体冷却技术成功制备了共掺稀土离子Ce3+/Dy3+的硼硅酸盐荧光玻璃。首先保持Ce3+和Dy3+的浓度总和不变,逐渐改变二者的浓度,找到最佳掺杂比例。在363nm紫外光的激发下,荧光玻璃就会发射蓝光和黄光,一定比例的蓝光和黄光就会合成白光。当Ce3+和Dy3+的浓度比为1:6时,合成白光的色度坐标为(0.3262,0.3345),色温为6000K,白光效果最好。然后保持Ce3+和Dy3+的最佳比例不变,共同改变二者的浓度,找到最佳掺杂浓度。经过测试分析和计算,当CeO2和Dy2O3掺杂浓度分别为0.15mol%和0.45mol%时,两种稀土离子的发射峰值同时达到最大,所合成白光的色度坐标是(0.3250,0.3377),色温近似在6000K附近,和Ce3+和Dy3+的浓度比为1:6时的白光效果基本一致。(2)由于上述白光中缺少红光成分,色温偏高,所以保持CeO2和Dy2O3掺杂浓度分别为0.15mol%和0.45mol%的情况下,本文掺入不同浓度的Eu2O3来调节色温。经过计算和分析,在三掺稀土元素Ce3+/Dy3+/Eu3+的荧光玻璃中,当Eu2O3的浓度是0.03mol%时,荧光玻璃经激发光源照射后发射的合成白光的色度坐标是(0.3334,0.3409),色温为5500K,和夏日正午的阳光一致,照明白光效果最好。当Eu2O3的浓度小于或大于0.03mol%时,合成的白光会逐渐变为冷白光或暖白光。(3)采用传统的熔体冷却技术分别成功制备了Ce3+、Dy3+和Eu3+两两共掺的三种荧光玻璃样品。从发射谱线的变化趋势中清楚地看出Ce3+、Dy3+和Eu3+三种元素间确实会发生能量传递现象,分别为Ce3+→Dy3+,Ce3+→Eu3+,Dy3+→Eu3+。