Materiali fotoluminescenti nel visibile ad alta efficienza intrinseca

Negli ultimi anni il risparmio energetico è divenuto un tema molto dibattuto e molto sentito. Per questo motivo molti sforzi sono stati prodotti nella realizzazione di sorgenti per l'illuminazione con efficienze sempre maggiori. Tale esigenza è dovuta al fatto che nel mondo industrializzato, la maggior parte dei luoghi pubblici, ambienti lavorativi ed abitativi necessitano di illuminazione artificiale anche durante le ore diurne, e non solo in quelle notturne. La riduzione anche in parte di un consumo così massiccio di risorse energetiche, porterebbe ad un beneficio sia in termini economici (minor consumo di corrente elettrica), sia in termini ecologici (minor emissione da parte delle centrali elettriche). In questo lavoro di tesi si vuole presentare lo studio e la caratterizzazione di materiali per la produzione di sorgenti di luce bianca a stato solido per il risparmio energetico. Tali materiali sono cristalli fluorurici (BaY2F8, KYF4, KF3Y10 e LiLuF4) drogati con Praseodimio (Pr) trivalente. L'idea di base per l'uso di tali materiali, come sorgenti luminose, sta nell'illuminarli con una sorgente laser monocromatica, e sfruttare la fotoluminescenza di quest'ultimi, insieme alla radiazione laser, come sorgente luminosa. Tale approccio si colloca tra le nuove proposte per la realizzazione di sorgenti di luce bianca a stato solido. Si ha un grande interesse verso questo tipo di soluzioni, in quanto caratterizzate da una maggiore efficienza e da una vita media molto superiore rispetto alle lampade fin ora utilizzate (ad incandescenza, alogene, fluorescenti ai vapori di mercurio, . . . ). La caratterizzazione di tali materiali verte quindi nel valutarne l'assorbimento, questo per poter determinare quale sia la sorgente di pompaggio più ideonea da usare. Le misure successivamente affrontate sono quelle di fluorescenza di tali campioni, usando come sorgente di pompaggio un laser ad Argon ad un lunghezza d'onda di 457,9 nm. Attraverso queste misure si valuta quale siano le coordinate cromatiche CIE (Commission International d'Eclairage) del 1931 di questi campioni. Tale misura diviene di fondamentale importanza per valutare che tipo di luce possano emettere questo tipo di campioni, ed in particolare per valutare se la luce emessa sia adatta allo scopo dell'illuminazione. Il miglior risultato ottenuto per le coordinate cromatiche è il valore di (0.35;0.32), molto vicino al punto acromatico situato in (0.33;0.33). Trattandosi di un lavoro improntato al risparmio energetico non poteva mancare una misura sull'efficienza della sorgente luminosa. Vista la scarsa efficienza della sorgente primaria di pompaggio (il laser ad Argon) e il basso assorbimento ottico dei campioni alla = 457.9 nm si è valutata solo l'efficienza intrinseca dei vari campioni. Tale misura viene fatta attraverso l'uso di una sfera integratrice, questo per valutare la potenza dell'emissione integrata su tutto l'angolo solido. I risultati ottenuti sono di fatto incoraggianti, le efficienze intrinseche stimate sono superiori al 50%. Nel proseguo di questo progetto di ricerca, di cui fa parte questo lavoro di tesi, la valutazione delle efficienze continuerà usando una sorgente di pompaggio ottico sia più efficiente sia con una lunghezza d'onda di emissione più adatta al pompaggio dei campioni in questione