光电子技术第七章

7.1光电显示技术基础7.1.1显示技术与显示器件1897年德国的布劳恩（Braun）发明了阴极射线管（CRT）雏形。全球第一只球形彩色显示器CRT于1950年问世。CRT显示图像的质量，如亮度、对比度、分辨率、视角和动态响应是最佳的，但体积和重量大，而且只能做到40英寸以下。1968年美国的Heilmeier发现液晶双折射的电光效应可以用于制作显示装置，即现在的液晶显示器（LCD）；1983年日本制造出透射式型彩色LCD。20世纪90年代，液晶显示器首先在笔记本电脑领域取得了绝对优势。目前。TFT-LCD已进入TV领域，形成庞大的显示器件产业。第七章光电显示20世纪90年代，彩色等离子体显示器（PDP）出现，目前已有40英寸以上的高清晰度电视（HDTV）。21世纪，出现LED显示器和有机发光二极管显示器（OLED）。LED显示亮度高、色彩丰富，但分辨力差，适用室外大屏幕显示；OLED可用于可视移动电话及小型显示器。场发射（FED）可用于可视移动电话及小型显示器。各种显示器的应用范围不断扩大，目前全世界显示器销售额达到几千亿美元。显示器件主要性能指标1.亮度B亮度是描述发光面或反光面上光的明亮程度的光度量。单位时间通过某截面积的所有波长的光能，单位lm（流明）。40W白炽灯光通量为350lm，36W荧光灯光通量为2500lm（1）光通量（2）发光强度一个光源在单位立体角内所发出的光通量称为该光源的光强，单位是坎德拉，符号：cd，1cd=1lm/sr。空气中波长555nm的单色辐射体在给定方向上的辐射强度为(1/683)WSr-1

时，则在该方向上的发光强度为1cd。对于555nm，1W=683lm。555nm是明视觉曲线中人眼最敏感的波长，即，其它波长处，。对含有多种波长的辐射通量，它对应的光通量为：注：辐射通量---单位时间通过某截面的所有波长的总辐射能量，单位W。定义为明视觉最大光谱光视效能，可建立同一波长下，辐射通量与光通量之间的换算关系：（3）光亮度亮度是描述发光面或反光面上光的明亮程度的光度量。并且，亮度考虑了光的辐射方向，所以它是表征发光面在不同方向上的光学特性的物理量。亮度的单位是尼特(nt)，1nt=1cd/m2。即1m2发光面沿其法线方间发出1cd光强时，该发光面在其法线方向上呈现的亮度为1nt。一般室内观看清晰可见亮度要在70cd/m2以上，室外要在300cd/m2以上。人眼可见的亮度范围为0.03-50000cd/m2。3分辨力

分辨力是人眼观察图像清晰程度的标志。用光栅高度（帧高）范围内能分辨的等宽度黑白条纹（对比度100%）数目或电视扫描行数来表示（如：通常电视垂直分辨力为500线，线越多，分辨力越高）；也可用光点直径来表示,约为几微米到几毫米，电脑显示器分辨力常为0.28mm，CCD则可小到数微米以下（点越小，分辨率越高）。2对比度和灰度对比度：指画面上最大亮度与最小亮度之比。一般显示器对比度应达30:1。灰度：指图像画面上亮度的等级差别。灰度越多，图像层次越分明，图像越柔和。电视图像画面应有8级左右灰度，人眼可分辨的最大灰度级别为100级左右。4发光（显示）颜色发光（显示）颜色可用发射光谱或显示光谱的峰值及带宽来衡量，或用色度坐标来表示。包括颜色的种类、层次与范围。一、发光

定义:指固体受到某种形式的能量激励后所产生的光发射现象，也即以某种方式(紫外线、高能电子、X射线、//射线等高能辐射)来激发某些物质，使其部分能量以可见或近可见光谱形式重新发射出来的现象。7.1.2发光、色彩与视觉根据激励方式分类：

(1)光致发光：激励来自对光子（通常是紫外光）的吸收。荧光灯是这类发光的代表，灯内的水银蒸汽在外电场作用下放电而辐射出紫外光，紫外光激发管壁上的荧光粉而发光。(2)阴极射线发光：发光体在加速电子的轰击下激发发光。典型的器件有显像管(CRT)，其中的电子枪在加速场作用下产生高速电子束。(3)场致发光：发光体在外电场或电流作用下激发发光。如交流粉末显示器、直流粉末显示器、发光二极管、等离子体显示器等。(4)化学发光：发光体在化学反应过程中由化学能激发的发光。如磷在氧化时所发的磷光。——荧光：发光时间≤10ns——磷光：发光时间>10ns根据发光时间长短：可分为长余辉(>0.1s)、中余辉(1ms-0.1s)、短余辉(<1ms)发光；根据发光机理不同：可分为分立中心发光、复合发光。(5)生物发光：萤火虫、发光细菌等的生物发光。颜色是唤起人的第一视觉作用的重要媒质，因为人眼只有通过光作用在物体上造成的色彩才能获得深刻印象。1.颜色的形成

颜色起源于光，波长不同的单色光，具有不同的颜色。颜色是不同波长的可见光作用于人的视觉器官后所产生的心理感受。颜色是一种和物理、生理及心理学都有关的复杂现象，由此有色盲、色弱等。二、颜色2.颜色的分类

（1）非彩色

是指黑色、白色和介于两者之间的深浅不同的灰色。非彩色可以排成一个系列，称作黑白系列或无色系列，从黑色开始，依次逐渐地到深灰色、中灰色、浅灰色、直到白色。（2）彩色

是指黑白系列以外的各种颜色。根据波长不同，彩色可以依次排成一个系列，称为彩色系列。波长由长到短依次为：红、橙、黄、绿、青、篮、紫。3.物体的颜色（1）物体的光源色（2）物体的固有色（3）物体的环境色（1）色调可见光谱不同波长的光在视觉上的表现称为色调。色调是区分不同颜色的特征。因为可见光的波长有无数种，即光谱色有无数种，但实际上，相近波长的单色光用肉眼是很难区分它们的颜色。为了能用文字描述不同的颜色，通常把各种光谱色归纳成有限种色调,以表示色刺激的主观属性，以红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等区分。4.颜色的基本特征：色调、彩度和明度。（2）彩度（又称饱和度）

彩度是指颜色的深浅程度。某种颜色的彩度高，则表示这种颜色深；反之，则颜色浅。实际上，彩度是色调的表现程度，它可以反映光线波长范围的大小。波长范围越窄,颜色越纯，彩度越高，包含的白光成分越少，彩度越高。（3）明度：指颜色的明暗程度。物体表面色的明度主要取决于物体表面的反射比。★若物体表面为彩色，反射比越高则颜色越明亮，反射比越低则颜色发暗，反射比中等则颜色发灰。★若物体表面为黑白色，当物体表面的反射比在0~0.05之间时，物体呈黑色；当反射比高于0.8时，物体就呈白色；而反射比处于0.05~0.8时，物体呈灰色，且反射比越低，灰色越暗，即反射比增加时，灰色就会由深到浅变化。

各种颜色都可以用上述三个基本特征来表示，但只有彩色系列具有完整的三个特征；而黑白系列只有明度；彩度为零，没有色调。5.颜色的性质(1)连续性：指光波长连续变化时颜色连续变化的性质，表示为颜色c为波长的函数：(2)可分性：指白光可分为其他颜色成分，如三棱镜将白光分为7彩颜色。(3)可合性：任何一种颜色的光都可以看作是其它颜色按一定比例混合。6.三基（原）色原理（1）任一给定颜色可以用三种原色(红、绿、蓝)按一定比例混合而成，或者说各种颜色的光都可以分解成红、绿、蓝三种原色。（2)三原色理论认为，人眼视网膜上的锥状细胞包含着红、绿、蓝三种反映色素，它们分别对不同波长的光发生反应，视觉神经中枢综合这三种刺激的相对强度而产生一种颜色感觉，三种刺激的相对强度不同时，就产生不同的颜色视觉。所以，当眼睛受到单一波长的光刺激时产生一种颜色视觉，而当受到—束包含不同波长的复合光刺激时也只产生一种颜色视觉。(3)三原色的选取原则：其一，三原色中任意一种原色不能由另外两种原色混合而成；其二，应该使三原色按不同比例混合时能产生尽量多的颜色。

为此，CIE规定的三原色为700nm的红色、546.1nm的绿色和435.8nm的蓝色。根据三原色原理，任意颜色可以用下式表示：式中[C]为某一特定的混合色，即被匹配的颜色；[R]、[G]、[B]为红、绿、蓝的单位三原色；R、G、B为混合色中所含红、绿、蓝三原色的量值，称为色的三刺激值。三原色虽然能混合成所有不同色调的颜色，但当要求混合成高彩度的颜色时就很难实现。这时需将三原色之一加到被匹配的颜色一方。假设将红原色R[R]加到被匹配的颜色一方，则其颜色方程可表示为：或7.混色方法把三原色按照不同的比例混合获得彩色的方法称为混色法。混色法有相加混色和相减混色之分。可根据需要相加或相减调配颜色。相加混色图由右图可见:红色+绿色=黄色红色+蓝色=紫色(品红)绿色+蓝色=青色红色+绿色+蓝色=白色黄色、青色、品红都是由两种原色相混合而成，所以它们又称相加二次色。另外：

红色+青色=白色绿色+品红=白色蓝色+黄色=白色所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色。以上各色即均是按照三基色光等量相加的结果；若改变它们之间的混合比例，经相加可获得各种颜色的彩色。由三基色混合而成的颜色只表示被匹配颜色的外貌，而不能表示它的光谱成分。例如，由红、绿、蓝三基色混合而成的白光与连续光谱的白光（如太阳光）在视觉上一样，但它们的光谱组成成分却不一样，成为同色异谱。1853年格拉斯曼教授总结了下列相加混色定律：1.补色律：自然界任一颜色都有其补色，它与它的补色按一定比例混合，可以得到白色或灰色。2.中间律：两个非补色相混合，便产生中间色。其色调决定于两个颜色的相对数量，其彩度决定于二者在颜色顺序上的远近。3、代替律：相似色混合，混合色仍相似。可用公式表示如下：颜色A=颜色B，颜色C=颜色D，颜色(A+C)=颜色(B+D)代替律表明，在混色中，某种颜色用外貌相同的另外颜色代替，最后效果不变。4、亮度相加律：混合色的亮度等于各分色的亮度之和。三、视觉人眼彩色视觉特性包括：

(1)人眼有三种锥状色感细胞，分别对红、绿、蓝最敏感；(2)人眼具有空间混色特性，指同一时刻当空间三种不同颜色的点靠得足够近，使得人眼不能分辨出其各自颜色，而只能感觉到其混合色的特性。视觉是指光射入眼睛后产生的一种知觉，即视觉依赖于光。视觉的功用：人们通过视觉可以察觉某些物体的存在，鉴别并确定它在空间中的位置，阐明它与其它事物的关系，辨认它的运动、颜色、明亮程度或形状等等。(3)人眼具有时间混色特性，指同一空间不同颜色的变换时间小于人眼的视觉惰性时，人眼不能分辨出其各自颜色，而只能感觉到他们的混合色。

(4)人眼具有生理混色特性，指两只眼睛同时分别观看两种不同颜色的同一景象时，人眼不能分辨出其各自颜色，而只能感觉到他们的混合色。1.眼睛人眼的工作状态很像一架简单的照相机，把倒立的实像投射到视网膜上，它的焦距由晶状体控制。透镜的孔径即瞳孔的大小由虹膜控制，在低照度下瞳孔变大，而在高照度下瞳孔孔径缩小。视网膜

视网膜是视觉的光学过程和电生理过程的接口，是人眼感受光的部分。其边缘部位主要分布着杆状细胞，中央部位主要分布着锥状细胞。当光落在视网膜上时，视细胞吸收了光能，使视细胞中含有的视紫质分解、并刺激神经末梢，形成生物脉冲(生物电流)，通过视神经把信息传导到大脑后部的视觉皮层，经大脑综合处理而形成视知觉。视觉过程产生视觉的首要条件就是要有光的存在，并射入眼睛中。光线→角膜→瞳孔→晶状体（折射光线）→玻璃体（固定眼球）→视网膜（形成物像）→视神经（传导视觉信息）→大脑视觉中枢（形成视觉）2.视觉特性由于视网膜上的锥状细胞和杆状细胞对光的感受性不同，因而当视野(是指当头和眼睛不动时，眼睛所能观察到的空间)亮度发生变化时，人眼就会产个不同的视觉特性。人眼在可见光范围内的视觉灵敏度是不均匀的，它随波长而变化。另外，人眼的光谱灵敏度，随环境亮度的改变而变化。（1）人眼的光谱灵敏度（2）明视觉、暗视觉和中间视觉明视觉：视场亮度超过10cd/m2时，锥状细胞的工作起着主要作用，这种视觉状态称为明视觉(或称锥状视觉)。锥状细胞的最大的视觉灵敏度在555nm处。所以，明视觉锥状细胞工作时，波长较长的光谱如红色光显得特别明亮。在明视觉状态下，正常人的眼睛都能有良好的颜色感觉。

暗视觉：在微弱的照度(10-6-10-2cd/m2)下，只有杆状细胞工作，锥状细胞不工作的视觉状态称为暗视觉(或称杆状视觉)。杆状细胞的最大的视觉灵敏度在507nm处。所以，暗视觉杆状细胞工作时，绿光和蓝光显得特别明亮。特征：对物体细节的分辨能力很差，且对颜色也无法分辨。因此，暗视觉条件下，只有当目标足够大，才能被看到；并且世界是无色的，各种颜色的物体都给人以蓝、灰色感。中间视觉：视场亮度在10-2-10cd/m2时，杆状细胞和锥状细胞同时起作用，这种视觉状态称为中间视觉。（3）视觉阈限

能引起视觉的最低限度的光量称为视觉的阈限，一般用亮度来度量，故又称为亮度阈限。视觉的亮度阈限与目标物的大小有关。目标物的大小一般用目标物对眼睛所张的角度表示，称为视角。视角越小，则亮度阈限越高；视角越大，亮度阈限就越低。但当视角超过300时，亮度阈限不再降低。

视觉的亮度阈限与目标物发出的光的颜色有关。在相同的视角下．对波长较长的光，例如红光、黄光，其亮度阈限就高；对于波长较短的光，例如蓝光，则亮度阈限值要低一些。这是因为在暗视觉条件下，光谱光效率向短波方向偏移的缘故。一般来说，亮度越高，越有利于视觉。但当视野亮度值超过106cd/m2时，视网膜可能被灼伤，所以人们只能忍受不超过106cd／m2的亮度。视觉的亮度阈限与观察目标物的时间有关。目标物呈现的时间越长，亮度阈限值就越低；呈现时间越短，亮度阈限值就越高。（4）明适应、暗适应和眩光明适应和暗适应是指视觉对现场亮度变化的适应过程。（a）明适应眼睛由暗(视野亮度低于10-3cd/m2)到亮(高于几个cd／m2)的视觉适应过程。在明适应过程中，杆状细胞和锥状细胞的替换工作大约需要经过1分钟多的时间才能完成。（b）暗适应眼睛由明(高于几个cd／m2)到暗(视野亮度低于10-3cd/m2)的视觉适应过程。暗适应过程的长短与适应前后的光环境有关。适应前后两种光环境的亮度之差越大，则适应的时间也就越长。同时还与一些生理因素有关。当视场内明暗急剧变化时，人们会因眼睛不能很快适应而视力下降。有些场合要考虑明暗适应的过渡照明，以满足眼睛适应性的要求。（3）眩光当视野内由于亮度分布或亮度不适宜，或存在着极端的亮度对比，以致引起不舒适感觉和降低目标可见度的视觉现象，统称为眩光。

可见度是指人眼辨认物体存在或物体形状的难易程度。

通常将眩光分为不舒适眩光和失能眩光：(a)不舒适眩光：产生不舒适感觉，但并不一定是降低视觉功效或可见度的眩光。

(b)失能眩光：降低视觉功效和可见度的眩光。用日常语言描述颜色，会因人的感受差异产生多样性结论，而且不能说明相近颜色之间的细小差别。色度坐标就是为了能精确地标定颜色的一种规定体系。常用的色度坐标有孟塞尔表色系统和CIE表色系统(国际照明委员会)，而CIE是应用最广泛的色度坐标系。CIE表色系统是以三基色学说为依据，由色刺激表示的系统。它能够定量地分析光源色的相加混合，也可以用于表示物体固有色，是比较完善和精确的系统。CIE表色系统有多种，其中1931CIE—RGB系统较为直观，1931CIE—XYZ系统是应用最广泛的系统。7.1.3色度坐标系与彩色重现一、色度坐标系1.CIE-RGB计色系统波长700nm、光通量为1lm的红光为一个红基色单位，用(R)表示；波长546.1nm、光通量4.5907lm的绿光为一个绿基色单位，用(G)表示；波长435.8nm、光通量0.0601lm的蓝光为一个蓝基色单位，用(B)表示。任一彩色光F总可以通过下列配色方程配出：式中，R(R)、G(G)、B(B)称为F的三色分量，R、G、B称为三色系数（多少单位）;m称为色模，代表F所含三基色单位的总量，r、g、b称为色度坐标或相对色系数，分别代表F所用三基色单位总量为１时所需的各基色量的数值。特殊情况是，用各一个单位的红、绿、蓝混合相加（1lm的红光、4.5907lm的绿光、0.0601lm的蓝光）可得到等能（5.6508lm）的白光，称E光源，所以白光的

当r、g、b或R、G、B按相同比例增加或减少时，混合成的颜色的色调和彩度不变，所改变的只是亮度。

在平面直角坐标系中，以r、g作为坐标，则平面上任一点都有一确定的r、g和b=1-g-r。这样一个表示颜色的平面称为CIE-RGB色度（品）图。

三个色度坐标中，只要已知r和g的值，就能得到b的值，于是把原来的三维空间坐标问题简化为二维平面问题。1931CIE-RGB色度图色度轨迹形状呈马蹄形，故又称之为马蹄形轨迹。

★凡在马蹄形轨迹上的点都表示光谱色的色度坐标。或者说，各种不同波长可见单色光的颜色色度坐标都落在该轨迹上；因此，轨迹上的每一点代表的颜色必然是高彩度的单一波长的可见光颜色。

★马蹄形轨迹两端的连线称为底线,它是380nm和780nm色度坐标的连接线。底线代表的是紫与红的混合色。凡是在底线上的点所代表的颜色也是高彩度，但它们的色调无法用波长来表示，仅说明它们不是光谱色，而是混合色。★在马蹄形轨迹和底线包围内，任意点都有相应的颜色与之对应，但均属于混合色，而该范围之外的各点将不再有任何彩色与之对应。★图中以435.8、546.1、700nm光谱色的色度坐标为顶点的三角形，称为颜色三角形。凡在三角形内(包括三条边)的各点所对应的颜色均可用三原色直接混合而成；而在三角形之外与光谱轨迹和底线包围范围之内的各点所对应的颜色，将无法用三原色直接混合而成，必须将其中的一种原色加到被匹配的颜色中，才能与其它两种颜色混合而成。★三角形的重心坐标为等能白光色坐标。CIE-RGB计色系统存在缺陷：1)色坐标出现负值，不易理解且计算不便；2)光谱轨迹不全在坐标第一象限内，作图不便；3)色度图上没有直接表示出亮度，需要经过计算才能求出。2.CIE-XYZ标准计色系统CIE-XYZ标准计色系统:任意彩色光F的配色方程为：式中，(X)、(Y)、(Z)为三基色单位，X(X)、Y(Y)、Z(Z)称为F的三色分量（多少流明），X、Y、Z称为三色系数，m’称为色模，x、y、z为色度坐标或相对色系数，该计色系统中三基色单位(X)、(Y)、(Z)的选择保证了色度坐标系中三色系数均为正，并规定Y(Y)既含色度又包含亮度，而另两基色为纯色分量不含亮度，还保证了X=Y=Z时仍代表等能白光。

该计色系统包含了位于舌形曲线上的单色坐标（x，y），这条曲线的下端为一条直线（紫线）所闭合。马蹄形曲线包围的部分构成了所有实际色彩。在曲线内部，画出表示不同温度下黑体辐射源色度点的轨迹（普朗克轨迹）。从大约2500K起的黑体辐射源轨迹近邻的区域确定为白色。红、绿、蓝色调位于由图中白色向对应的顶角上伸展的区域中。CIE数据也包含四个标准光源：A（钨丝灯，2856K），B（阳光直射，约4870K），C（阴天的日光，约6770K）和D65（日光，6504K）。E点是三基色坐标值相等的点（x=y=1/3)。CIE色度图提供了配色的简便方法。用二基色光源可以得到色坐标位于连接这两个光源色坐标的直线上的颜色。例如：标准白光C可以用蓝和黄两个颜色组成。用三个或更多个光源，可以产生色坐标在以光源色坐标为顶点的多边形内的颜色。同样，标准C光源能够由三基色或四基色（橙、黄绿、绿和粉红）等获得。图7-4XYZ色域图注意：各种颜色在CIE色度图上都有一个对应的点，但对视觉来说，当这种颜色的坐标位置变化很小时，人眼是感觉不出它的变化的，仍认为它是原来的颜色。即每一种颜色在色度图上虽然占有一个点的位置，而对视觉来说，它实际上是一个范围。色域图：二、彩色重现电视彩色图像的获得需经过景物彩色画面的分色、摄像器件的光电转换、电信号的处理和传输、显像器件的电光转换等主要过程。彩色摄像机是在CCD片上制作彩色膜，目前大都采用棋盘格式滤色膜，常见的是行间排列（GCFS）和Bayer排列，如图所示。景物经过摄像镜头和滤色膜形成R、G、B三个基色，再在CCD上成像。Bayer排列行间排列对图像的亮度、色调和饱和度三参量的电信号进行色度编码，通过矩阵电路使其成为发送端的编码矩阵。在接收端，用矩阵电路实现解码，用取出的三基色图像信号控制彩色显像管的三个电子束，激发相应荧光粉发光，即可实现彩色重现。为保证好的观看效果，必须选择一个合适的参考白场，并保证白场亮度达到100cd/cm2。不同制式采用的参考白场不同，国际电视NTSC采用标准照明体C光源（阴天的日光，约6770K）作白场，我国的PAL制和欧洲的EBU制均采用标准照明体D65（日光，6504K)作白场，比C更符合实际日光的品色。目前模拟D65的人工光源有带滤光器的高压氙灯、白炽灯和荧光灯。7.2阴极射线显示7.2.1发光机理1复合发光晶态发光体是复合发光。特点：能量吸收在基质中进行，而能量辐射则在激活剂上产生，即发光过程在整个晶体内完成。由于全过程中晶体内伴随有电子和空穴的漂移或扩散，从而常常产生特征性光电导现象，因而这类发光一般又称光电导型发光。

它由晶体基质所决定的价带和导带、制备发光体掺入的激活剂离子所产生的局部能级G(一般为基态能级)以及晶体结构缺陷或加入的协同激活剂而产生的局部能级T（一般为电子陷阱能级）等几部分组成。发光的微观过程包括：(1)吸收激发能电离过程晶体吸收外界激发能，引起基质价带电子和激活剂G能级上的电子（远少于基质电子）激发、电离而到达导带，从而在价带中引入空穴，导带中引入电子。(2)电子和空穴的中介运动过程电离产生的电子和空穴分别在导带和价带中扩散。空穴扩散到价带顶附近后被激活剂离子G能级俘获。电子扩散到导带底附近时，有的不经过亚稳态，直接落入激活剂离子G能级相应的激发态A（a过程）；有的被浅层亚稳态的陷阱能级T俘获，之后借助热运动回到导带，继而失去部分能量落入激发态A（b过程）；有的被深层陷阱能级T俘获，之后在外界能量激发下回到导带，继而失去部分能量落入激发态A（c过程）。(3)电子空穴对复合发光过程激活剂离子A能级上的电子与G能级上的空穴复合并向外辐射光子。上述a过程中的电子在导带中停留时间少于0.1ns即复合发光，因而称短时复合发光；而b、c过程的电子由于存在T能级(即亚稳态)俘获过程，因而复合发光滞后于电子受激发跃迁，存在余辉时间，称为长时复合发光。硫化物型发光体是这类发光体的典型代表。发光过程中，除了基质ZnS本身提供的导带(由Zn2+构成)和价带(由S2-构成)外，不仅需要激活剂(最有效的有Cu,Ag,Au)提供基态能级G，还需要协同激活剂(最有效的有Cl,Ar,I等)提供陷阱能级T。晶态发光体的能带结构示意图

当一束高能（≥１keV）粒子打到某一固体上时，小部分(约10%)被反向散射，剩余部分穿透到固体中并在其中失去能量，使图中处于基态1上位置A处的电子吸收外界高能量子而跃迁到激发态2上位置A,处。由于电子在A,处不稳定，因而必然经由状态B’下降到激发态能量最低点G’。当电子从激发态G’跃迁到基态G点时，便发生发光现象。其特点是，能量吸收和辐射均发生在晶体单分子中的激活剂附近，即发光中心上，因而称为短时非光电导型发光，俗称荧光。2分立发光分立发光机理的位形坐标模型

由于其发射光子的能量总小于吸收的能量，体现为发射光谱的峰值相对吸收光谱峰值向长波方向移动的现象，称斯托克斯位移。斯托克斯位移在荧光灯中，通过由氩气和水银蒸气组成的混合气体放电，发出浅蓝色的光和具有大量紫外线。如果在荧光灯的管壁上涂上适当的发光材料，就可发生斯托克斯位移，把紫外线变为可见光，从而大大增加荧光灯发光效率。7.2.2阴极射线管(CRT)

1黑白显像管工作原理：电子枪发射出的电子束被加在电子枪栅极或阴极上的视频电信号调制后，经过加速、聚焦、扫描、发光等一系列过程最终变为荧光屏上按空间分布的、亮度随电信号强弱而变化的相应光信号，从而得到与原被摄景物几何相似、明暗对应的适合人眼视觉特性要求的光学图像。黑白显像管的基本结构

灯丝2.阴极3.控制极4.加速极5.聚焦极6.高压阳极7.电子束8.玻壳

(1)电子枪单电位电子枪结构：灯丝Hf；阴极K；控制极G1；加速极G2；聚焦极G3高压阳极G4电子枪作用：发射并加速电子，加速极电压一般在700伏左右。用视频信号调制电子束流，一般采用阴极调制方式，也就是控制极接地，将视频信号加到阴极上，此时阴极电压越向负极变化，电子束流就越大，所以称负极性调制。利用电子透镜会聚电