近年来，研究稀土离子掺杂材料变得尤为重要。这些材料在很多领域都有潜在的应用，比如激光技术、光纤放大器、荧光粉、LED等等。详细的研究稀土离子的发光特性与光学吸收有利于光学设备的设计与发展。在所有稀土离子中，Dy3+是制备白色发光荧光粉的重要材料。Dy3+在可见光区有2个主要的发射，分别是4 F9/2→6 H13/2跃迁过程中发出的黄光，4 F9/2→6 H15/2跃迁过程中发出的蓝光。其中，黄色发光 4 F9/2→6 H13/2的跃迁属于超灵敏跃迁，受环境影响非常强烈。调节黄色发光和蓝色发光强度的比例 可以使 Dy3+发射呈白色而用于照明领域。

比起荧光粉，发光玻璃有着明显的优势：制备简单、均匀性好、价格低廉、透明度高。用发光玻璃取代荧光粉作为发光基质，能够降低生产成本，简化工艺流程。硼酸盐玻璃熔点低、具有良好的透明度、高得化学稳点性、热稳定性和稀土离子溶解度都很不错，但是硼酸盐玻璃具有很高的声子能量(~1300 cm -1) ，不能抑制无辐射衰减过程。因此，我们在硼酸盐玻璃种掺入重金属氧化物Bi2O3，降低硼酸盐玻璃的声子能量[2]。此外，铋酸盐玻璃呈现出近红外区的宽带发光，也已经成为一个热门课题，被大家广泛研究，尤其在电信领域有着巨大的潜在应用，比如可用于制作可调谐光纤激光器、光谱转换器等。

综上所述，我们通过改变基质组分以及Dy离子的浓度研究了Dy3+掺杂铋硼酸盐玻璃的光谱性质，调节黄蓝发射峰的强度比及相应的色坐标，实现紫外光激发单一基质发射出白光。

1.2 白光LED

1.2.1 白光LED的实现手段

实现LED白色发光主要有一下4种途径：

(1)蓝光LED能被蓝光LED有效激发的黄色荧光粉。该方式采用蓝光 LED 为激发源，和发射黄光的荧光粉组合。 原理是蓝光LED的一部分蓝光激发荧光粉发黄光，黄光和剩余蓝光混合后，透镜作用将它们复合成白光。调控二者之间强度比，可得不同色温的白光。这种方式获得白光成本低且高效，但是这种白光LED的发光效率受蓝光LED芯片和发射黄色的荧光粉的性能好坏影响。

(2)蓝光LED能被蓝光LED有效激发的红色/绿色荧光粉。该方式也是采用蓝光LED为激发源，和发射红光/绿光的荧光粉组合。原理是蓝光LED的一部分蓝光激发荧光粉发射红光/绿光，红光/绿光和剩余蓝光混合后，透镜作用将它们复合成白光。这种实现白光LED的方式的效率也是受蓝光LED芯片和发射红色/绿色的荧光粉的性能影响。

(3)紫外/近紫外LED能被紫外/紫光LED有效激发的荧光粉。该方式采用紫外/近紫外LED为激发源，和发射红/绿/蓝光的荧光粉组合。荧光粉在长波紫外光的激发下，会产生红色、绿色、蓝色的光，然后我们调整三基色的配比，实现白光发射。

从荧光转换技术的三种实现LED的方式来看，我们可以发现LED芯片的发展流程是从蓝光LED芯片到紫外/近紫外LED芯片，紫外/近紫外LED芯片和蓝光LED芯片相比有很多优点，因为紫外线的光子能量高，荧光粉的激发能量就高，荧光粉的可选择性增加，紫外/近紫外光未参与混光过程，所以形成的白光来源于三色荧光粉，这样就容易控制颜色，色彩均匀性好，显色指数一般控制在90左右。另外，紫外/近紫外LED芯片稳定性更好，光输出更强。因此，这种实现方式是目前最热点的研究，有很好的发展前景[3]。

1.2.2白光LED的性能指标

白光LED的性能指标主要由以下几个指标来确定：激发光谱，发射光谱，色坐标CIE，色温（Tc）和显色指数（Ra）。

(1) 激发光谱

激发光谱是指荧光材料在不同波长激发下，材料被激发光激发的有效性。激发光谱反应的是不同波长的光对激发材料的效果。