[发明专利]一种超宽光谱近红外荧光材料、近红外荧光陶瓷及制备方法和装置

说明书

本发明提供了一种超宽光谱近红外荧光材料、近红外荧光陶瓷及制备方法和装置。所述超宽光谱近红外荧光材料的化学组成为(Sr_1‑yBa_y)₃Sc_4‑xCr_xO₉，其中，0≤y≤1，0x≤0.5；在蓝光激发下，该近红外荧光材料可产生发射波长范围介于600～1500nm、发射光谱的主峰介于830～900nm、发射光谱的半高宽大于180nm的近红外光发射。与现有技术相比，本发明所制备的一种超宽光谱近红外荧光材料具有全新的化学组成，能被蓝光激发而发射近红外光，从而使该发光材料应用于近红外光源。

技术领域

本发明涉发光材料制备技术领域，尤其是涉及一种超宽光谱近红外荧光材料、近红外荧光陶瓷及制备方法和装置。

背景技术

近红外光谱分析技术具有方便、快速、无损、无污染等优点，近年来，基于不同波段(特别是700～1700nm之间)的近红外光谱与物质之间的作用不同，近红外光谱分析逐渐应用到食品检测、石油化工、高分子、制药、面部识别、安防监控、机器视觉等领域。

近红外光源是近红外光谱分析技术应用的前提。通常要求近红外光源输出的近红外光谱要足够的宽，能覆盖足够的范围。传统的近红外光源包括氙灯或近红外激光器。氙灯的体积大，功耗高，寿命短；近红外激光器的光谱范围较窄，适用性较差，对于要求宽光谱的诸多技术应用，如食品检测等，无法满足技术需求。

主要面向遥控器、光通讯和安防监控等应用领域的近红外LED芯片同样可产生近红外光谱。虽然采用多波段近红外芯片拼合，也能获得700～1700nm范围内的近红外光谱，但近红外LED的单颗芯片存在发射功率小，热衰减特性差，发射光谱窄(发射光谱典型的半高宽为20nm)，成本较高昂贵等缺点，如专利文献1(中国实用新型专利CN203167371U)公开了一种光谱可调节的LED近红外光源，其中包含8路独立可控PWM波发生模块，按键控制模块，LED驱动电路，LED阵列，以及安装散光片和滤光片用以调节光谱。每路PWM波通过LED驱动电路控制8个一种峰值波长LED灯的亮度。选用不同峰值波长的LED，每种峰值波长的LED选用8只，呈环形布局，一组按键通过控制PWM波的脉宽而间接控制LED灯的亮度。通过按键调节每路PWM波的脉宽，从而调节每种波长LED的亮度，经过散光及滤光达到调节光谱的目的。显然多波段近红外芯片拼合获得的具有连续光谱的近红外光源的设计极为复杂，由于每个芯片的封装形式、驱动电压、电流不同，制造技术难度极大，且成本高，器件稳定性差可靠性和实用性差。

近年来，模仿白光LED技术，通过蓝光LED芯片激发近红外荧光材料获得近红外光的技术广泛关注。使用该技术获得的近红外光源具有全固态、体积小、寿命长、高效节能和宽光谱等优点。由于蓝光LED芯片技术成熟，因此化学性质稳定、量子效率高、热猝灭特性高的宽谱发射近红外荧光材料则成为基于蓝光LED激发荧光粉型的近红外光源实用化的关键。因此，开发具有宽光谱的近红外发光材料，具有十分重要的意义。