ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ ЛИТИЙ-БОРАТНОЕ СТЕКЛО
LUMINESCENT LITHIUM BORATE GLASS

Изобретение относится к области люминесцентных стекол для преобразования ультрафиолетового излучения в белый свет.
Известно люминесцентное литий-боратное стекло, легированное европием и алюминием [Шмурак С.З., Кедров В.В., Киселев А.П., Зверькова И.И. Эволюция спектральных характеристик при отжиге литий-боратных стекол, содержащих европий и алюминий. Физика твердого тела, 2013, том 55, вып.2, с.336-342] - аналог. Такое стекло люминесцирует при оптическом возбуждении фиолетовым светом, однако максимум излучения приходится на красную область видимой части спектра, т.е. материал не является источником белого света.
2
4
7
2
4
7
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является термолюминесцентное литий-боратное стекло (LiBO), легированное медью, серебром и фосфором [Xiong Zhengye Tang, Tang Qiang, Zhang Chunxiang, Luo Daling. Thermoluminescent LiBO phosphor doped with Cu, Ag and P and its preparation. Pat. CN 1888010 (A), 2007] - прототип. Основной недостаток такого материала состоит в том, что максимум полосы излучения соответствует длине волны 380 нм, т.е. находится в фиолетовой области спектра. Такое стекло не может быть использовано в источниках белого света. Кроме того, материал люминесцирует при изменении температуры, а не при воздействии ультрафиолетового излучения.
Задачей настоящего изобретения является создание люминесцентного литий-боратного стекла для преобразования ультрафиолетового излучения в белый свет.
2
3
2
3
2
3
Поставленная задача решается тем, что в известном люминесцентном литий-боратном стекле, содержащем три легирующие добавки, добавками являются оксид туллия TmO, оксид тербия TbO и оксид европия EuO.
2
3
2
3
2
3
При возбуждении люминесценции ультрафиолетовым излучением с длиной волны 365 нм литий-боратное стекло, легированное TmO, TbO и EuO, излучает белый свет, что иллюстрируется спектром люминесценции, показанном на Фиг.1. Достигнутый эффект объясняется тем, что, как видно из спектра на Фиг.1, ионы туллия в матрице продуцируют полосу свечения в синей области видимого спектра, ионы тербия обеспечивают полосы люминесценции в синей и зеленой областях спектра, а ионы европия создают две полосы свечения в оранжевой и красной части спектра. Смешение излучений, происходящее непосредственно в матрице из литий-боратного стекла, обеспечивает результирующее свечение с цветовой температурой, соответствующей белому свету, что подтверждается экспериментальными данными, приведенными в Таблице. Путем изменения соотношения концентраций легирующих добавок возможно регулировать цветовую температуру, как показано в Таблице, где цветовая температура определена из расчета цветовых координат для углов зрения 2 и 10 градусов по спектрам люминесценции, возбужденным ультрафиолетовым излучением с длиной волны 365 нм.
Таблица
Содержание легирующих добавок в литий-боратном стекле, % (масс).
Цветовая температура излучения, K
Tm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Tb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Eu<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
При угле зрения 2 град.
При угле зрения 10 град.
0,38
0,38
0,08
4930
4790
0,40
0,40
0,09
5390
5010
2
3
2
3
2
3
Литий-боратное стекло, легированное TmO, TbOи EuO, имеет высокую прозрачность в видимом диапазоне, что подтверждается фотографией образцов материала на Фиг.2 и спектром пропускания света, представленным на Фиг.3.
Сочетание люминесцентных свойств предлагаемого материала с высокой прозрачностью делает его перспективным преобразователем ультрафиолетового излучения в белый свет.