弄了台海洋光学（Ocean Optics）USB4000光纤光谱仪，这货很小，只有巴掌那么大。通过USB模拟串口通信连接电脑。
我这台光谱仪参数如下：
测量波长范围：179.61-892nm
分辨率：1nm
狭缝宽度：10μm
闪烁光栅：400nm时600线
光纤直径：400μm
选配紫外增强滤镜。。。
来我们来测测各种液晶屏幕的红色LED光谱：
step1：把液晶显示屏调成黑色，把光纤放上面看看背景底噪如何
看上去很好，杂散光（stray light）不算明显，右边有两道很明显的系统性误差（因为不可能出现这样的窄谱线），可能是上次被俺不小心用激光打坏了
Step2：大家都知道液晶屏幕由三原色光源构成，红色（R）、绿色（G）和蓝色（B） ，其中红色对应FF0000。将屏幕调为FF0000的颜色，把光纤放上去：
可以看出，他们采用的都是类似原理的红光LED，FWHM在60nm左右。
常见的红光LED大多用InGaAsP作为光致材料，日立也有用CaAlSiN3-Eu2+的红色LED。
典型的InGaAsP/InGaAlP
再举个例子，下图是CaAlSiN3:Eu2+的发射谱线：
与白光LED所不同的是，RGB所需要的单色LED模块不能在其它可见光色域产生荧光（反例：YAG:Ce3+），而且应当是连续的谱线。
我再看看新买的 Surface Book。。。。
嗯？？怎么回事？？
Surface Book的红色LED与上面的几种磷光材料/GaN类不同，它的光谱是几条窄谱线。为什么呢？有可能是由晶体结构对称性所导致的振动能级分裂。我瞎猜的啊，到底是怎么回事呢呢
找了半天，找到Nature上2014年发的论文，这种材料极有可能是Na2XF6:Mn4+，通过掺杂Mn4+在对称晶体场内， 在这个波段获得特殊的晶体场谐振能级。
看看它的发射光谱，看上去就很靠谱噢
下图是Na2KF6:Mn4+的能级图：
其中2E能级向4A2能级下转换时刚好能在600~650激发出光子。从图中可以看出，2Eg和4A2两个能级都能由自旋轨道相互作用而分裂为两个亚层，所以R1和R2两个下转换都能以零声子的高效率进行。进一步讨论Mn4+在NaTiF6的振动态，我们可以用声子耦合振动跃迁来解释620-630nm的尖峰；而630~637nm的强发射峰则是由于电偶极矩振动跃迁导致的，可以表示为2Eg→4A2+vn。而~647nm的宽峰则是由拥有Oh对称性的八面体场导致的。假设Mn4+在晶体中的对称性由Oh变为三方的D3d，这部分光谱很有可能就会变为非辐射形式（声子）而消失。论文中讨论了vn分裂的可能性，感兴趣的童鞋可以直接看论文，在这不再赘述。
另外一篇英国皇家化学协会上的论文则讨论了不同金属对于NaXF6:Mn4+造成2Eg→4A2不同振动态的发光特性，如下图：
不同的X原子对2Eg→4A2的振动态并没有太大影响，左边的宽峰则是由4A2→4T2跃迁导致。留意它的发射峰很宽，而且4T1和4T2本身就含有自旋态，因此这个跃迁可以可能含有由电子-声子交互产生的高阶声子边带。
最后，简单来看，Na2SiF6:Mn4+在红光波段具有更强的单色性，因此我猜想这款屏幕用的应该是Na2SiF6:Mn4+作为发光材料。
果然微软大法好啊
我这台光谱仪参数如下：
测量波长范围：179.61-892nm
分辨率：1nm
狭缝宽度：10μm
闪烁光栅：400nm时600线
光纤直径：400μm
选配紫外增强滤镜。。。
来我们来测测各种液晶屏幕的红色LED光谱：
step1：把液晶显示屏调成黑色，把光纤放上面看看背景底噪如何
看上去很好，杂散光（stray light）不算明显，右边有两道很明显的系统性误差（因为不可能出现这样的窄谱线），可能是上次被俺不小心用激光打坏了
Step2：大家都知道液晶屏幕由三原色光源构成，红色（R）、绿色（G）和蓝色（B） ，其中红色对应FF0000。将屏幕调为FF0000的颜色，把光纤放上去：
可以看出，他们采用的都是类似原理的红光LED，FWHM在60nm左右。
常见的红光LED大多用InGaAsP作为光致材料，日立也有用CaAlSiN3-Eu2+的红色LED。
典型的InGaAsP/InGaAlP
再举个例子，下图是CaAlSiN3:Eu2+的发射谱线：
与白光LED所不同的是，RGB所需要的单色LED模块不能在其它可见光色域产生荧光（反例：YAG:Ce3+），而且应当是连续的谱线。
我再看看新买的 Surface Book。。。。
嗯？？怎么回事？？
Surface Book的红色LED与上面的几种磷光材料/GaN类不同，它的光谱是几条窄谱线。为什么呢？有可能是由晶体结构对称性所导致的振动能级分裂。我瞎猜的啊，到底是怎么回事呢呢
找了半天，找到Nature上2014年发的论文，这种材料极有可能是Na2XF6:Mn4+，通过掺杂Mn4+在对称晶体场内， 在这个波段获得特殊的晶体场谐振能级。
看看它的发射光谱，看上去就很靠谱噢
下图是Na2KF6:Mn4+的能级图：
其中2E能级向4A2能级下转换时刚好能在600~650激发出光子。从图中可以看出，2Eg和4A2两个能级都能由自旋轨道相互作用而分裂为两个亚层，所以R1和R2两个下转换都能以零声子的高效率进行。进一步讨论Mn4+在NaTiF6的振动态，我们可以用声子耦合振动跃迁来解释620-630nm的尖峰；而630~637nm的强发射峰则是由于电偶极矩振动跃迁导致的，可以表示为2Eg→4A2+vn。而~647nm的宽峰则是由拥有Oh对称性的八面体场导致的。假设Mn4+在晶体中的对称性由Oh变为三方的D3d，这部分光谱很有可能就会变为非辐射形式（声子）而消失。论文中讨论了vn分裂的可能性，感兴趣的童鞋可以直接看论文，在这不再赘述。
另外一篇英国皇家化学协会上的论文则讨论了不同金属对于NaXF6:Mn4+造成2Eg→4A2不同振动态的发光特性，如下图：
不同的X原子对2Eg→4A2的振动态并没有太大影响，左边的宽峰则是由4A2→4T2跃迁导致。留意它的发射峰很宽，而且4T1和4T2本身就含有自旋态，因此这个跃迁可以可能含有由电子-声子交互产生的高阶声子边带。
最后，简单来看，Na2SiF6:Mn4+在红光波段具有更强的单色性，因此我猜想这款屏幕用的应该是Na2SiF6:Mn4+作为发光材料。
果然微软大法好啊
