КООПЕРАТИ́ВНАЯ ЛЮМИНЕСЦЕ́НЦИЯ

КООПЕРАТИ́ВНАЯ ЛЮМИНЕСЦЕ́НЦИЯ, лю­ми­нес­цен­ция, воз­ни­каю­щая при пе­ре­да­че энер­гии от двух или бо­лее цен­тров, по­гло­тив­ших кван­ты воз­бу­ж­даю­ще­го оп­тич. из­лу­че­ния, од­но­му из цен­тров лю­ми­нес­цен­ции. К. л. – один из ви­дов ан­ти­сто­ксо­вой лю­ми­нес­цен­ции; с её по­мо­щью мож­но пре­об­ра­зо­вать длин­но­вол­но­вое (обыч­но ин­фра­крас­ное) из­лу­че­ние в бо­лее ко­рот­ко­вол­но­вое (напр., в из­лу­че­ние ви­ди­мо­го диа­па­зо­на). К. л. об­на­ру­же­на экс­пе­ри­мен­таль­но рос. фи­зи­ка­ми П. П. Фео­фи­ло­вым и В. В. Ов­сян­ки­ным (1966) и од­но­вре­мен­но и не­за­ви­си­мо франц. фи­зи­ком Ф. Озе­лем на разл. кри­стал­лах с при­мес­ны­ми трёх­ва­лент­ны­ми ио­на­ми РЗЭ.

К. л. на­блю­да­ет­ся при оп­тич. воз­бу­ж­де­нии осо­бых, т. н. коо­пе­ра­тив­ных, лю­ми­но­фо­ров. Спе­ци­аль­но по­доб­ран­ные пá­ры ред­ко­зе­мель­ных ио­нов (Yb³⁺ и Er³⁺, Yb³⁺ и Ho³⁺, Yb³⁺ и Tm³⁺, Yb³⁺ и Tb³⁺ и т. п.), один из ко­то­рых слу­жит сен­си­би­ли­за­то­ром (обыч­но Yb³⁺), а дру­гой – ак­ти­ва­то­ром, вне­дря­ют­ся в кри­стал­лич. мат­ри­цы и стёк­ла. При воз­бу­ж­де­нии лю­ми­но­фо­ра из­лу­че­ни­ем ближ­ней ИК-об­лас­ти спек­тра воз­ни­ка­ет К. л. в крас­ной, зе­лё­ной и да­же си­ней об­лас­тях спек­тра. К. л. (ме­нее эф­фек­тив­ная) на­блю­да­ет­ся и при от­сут­ст­вии сен­си­би­ли­за­то­ра.

Пе­ре­нос энер­гии от воз­бу­ж­дён­ных оп­тич. цен­тров к цен­тру, ак­ку­му­ли­рую­ще­му энер­гию воз­бу­ж­де­ния, осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём ре­зо­нанс­ной ми­гра­ции энер­гии. Ти­пич­ные зна­че­ния эф­фек­тив­но­сти К. л. обыч­но со­став­ля­ют 0,1–1% (при плот­но­сти воз­бу­ж­де­ния по­ряд­ка 1 Вт/см²) и с рос­том плот­но­сти воз­бу­ж­де­ния мо­гут дос­ти­гать пре­дель­ных зна­че­ний, со­став­ляю­щих 10–20%.

Ки­не­ти­ка по­слес­ве­че­ния (в т. ч. на­чаль­ное раз­го­ра­ние све­че­ния по­сле пре­кра­ще­ния воз­бу­ж­де­ния), сверх­ли­ней­ная за­ви­си­мость яр­ко­сти све­че­ния от кон­цен­тра­ции ра­бо­чих ио­нов (при ма­лых её зна­че­ни­ях), а так­же тон­кая струк­ту­ра спек­тров воз­бу­ж­де­ния по­зво­ля­ют от­де­лить К. л. от ме­нее эф­фек­тив­но­го про­цес­са по­сле­до­ва­тель­но­го по­гло­ще­ния не­сколь­ких кван­тов в од­ном и том же центре све­че­ния. К К. л. при­во­дят разл. ме­ха­низ­мы пе­ре­да­чи энер­гии воз­бу­ж­де­ния. При по­сле­до­ва­тель­ной сен­си­би­ли­за­ции про­ис­хо­дит по­сле­до­ва­тель­ный пе­ре­нос энер­гии от двух и бо­лее оп­тич. цен­тров (обыч­но ио­нов сен­си­би­ли­за­то­ра) к ио­ну ак­ти­ва­то­ра. При коо­пе­ра­тив­ной сен­си­би­ли­за­ции осу­ще­ст­в­ля­ет­ся од­но­вре­мен­ная пе­ре­да­ча энер­гии от двух или бо­лее цен­тров од­но­му цен­тру све­че­ния. Для коо­пе­ра­тив­но­го ис­пус­ка­ния ха­рак­тер­но ис­пус­ка­ние од­но­го кван­та дву­мя или бо­лее ио­на­ми, ко­то­рые об­ра­зу­ют еди­ную кван­то­вую сис­те­му. Экс­пе­ри­мен­таль­но на­блю­да­ют­ся все три ме­ха­низ­ма К. л., но макс. эф­фек­тив­но­стью пре­об­ра­зо­ва­ния об­ла­да­ют лю­ми­но­фо­ры с по­сле­до­ва­тель­ной сен­си­би­ли­за­ци­ей.

Слои из по­ли­кри­стал­лич. коо­пе­ра­тив­ных лю­ми­но­фо­ров ис­поль­зу­ют в све­то­дио­дах с ви­ди­мым све­че­ни­ем на ос­но­ве GaAs:Si, дио­дах с вы­со­кой эф­фек­тив­но­стью ИК-из­лу­че­ния, а так­же для из­го­тов­ле­ния эк­ра­нов, ви­зуа­ли­зи­рую­щих по­ля из­лу­че­ния не­ко­то­рых ИК-ла­зе­ров.