Thời gian sống của mức kích thích là nghịch đảo của tổng xác suất phát xạ tự nhiên của các chuyển dời phát xạ từ mức đó. Để tìm được thời gian sống của một mức kích thích, chúng ta tiến hành đo sự suy giảm cường độ huỳnh quang của một chuyển dời bất kỳ từ mức đó với điều kiện kích thích là xung ánh sáng. Ngay sau quá trình kích thích, mật độ tích lũy điện tử ở trạng thái kích thích sẽ suy giảm theo thời gian, do đó tín hiệu huỳnh quang sẽ giảm theo hàm mũ của thời gian (xem hình 2.8). Xét quá trình phục hồi trạng thái kèm theo sự phát bức xạ, nếu gọi I0 là cường độ bức xạ sau khi ngừng kích thích tại thời điểm t = 0, với trường hợp nồng độ pha tạp rất thấp, cường độ bức xạ I(t) suy giảm theo quy luật hàm exponential đơn (các
I (t) I0exp t
/
(2.3)
trong đó, t là thời gian suy giảm của tín hiệu huỳnh quang, τ là thời gian để cường độ huỳnh quang giảm đi e (2,718) lần so với cường độ tại thời điểm t = 0 và nó được gọi là thời gian sống của mức kích thích. Thực hiện việc làm khớp đường cong theo hàm exponential bậc nhất trong phần mềm origin, chúng ta sẽ tìm được thời gian sống của mức kích thích.
Hình 2.8. Sự suy giảm của cường độ huỳnh quang từ mức 4F9/2 trong ion Tb3+ [10]
Với các nồng độ pha tạp cao (thường lớn hơn 1,0 mol%), do sự tham gia của quá trình truyền năng lượng nên sự suy giảm của cường độ huỳnh quang theo thời gian không còn là đường exponential đơn. Để tìm được thời gian sống, các đường cong này phải được làm khớp theo hàm exponential bậc cao.
Phép đo thời gian sống của các mẫu được thực hiện trên hệ đo hệ Varian Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer, tại Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU THỦY TINH
TELLURITE PHA TẠP ION Tb3+