Послесвечение – люминесцентное свечение вещества, наблюдающееся после прекращения внешнего воздействия на это вещество (освещения, облучения рентгеновским или гамма–излучением и так далее), вызывающих люминесценцию.

В зависимости от длительности послесвечения различают фосфоресценцию и флуоресценцию. Флуоресценция – люминесценция, затухающая в течении короткого времени после прекращения возбуждения. Флуоресценция, как правило, – результат спонтанных квантовых переходов, поэтому ее длительность определяется временем жизни возбужденного состояния. Флуоресценция наблюдается в атомных и молекулярных газах. Многие органические вещества обладают флуоресценцией в жидких и твердых растворах, а так же в кристаллическом состоянии. Спектры флуоресценции, ее поляризация и кинетика связаны со структурой и симметрией центров свечения или молекул, характера их взаимодействия, зависят от концентраций растворов, вида возбуждения и так далее. Фосфоресценция – люминесценция, продолжающаяся значительное время после прекращения возбуждения. Фосфоресценция продолжается иногда несколько часов и даже суток, а иногда – несколько микросекунд. Фосфоресценция кристаллофосфоров возникает при рекомбинации электронов и дырок, разделенных во время возбуждения. Затягивание послесвечения в этом случае связано с захватом электронов и дырок ловушками, из которых они могут освободиться, лишь получив дополнительную энергию, определяемую глубиной ловушки. Фосфоресценция сложных органических молекул связана с пребыванием молекул в метастабильном состоянии, вероятность перехода из которого в основное состояние мала. Яркость фосфоресценции органических молекул уменьшается со временем обычно по экспоненциальному закону.

Закон затухания фосфоресценции кристаллофосфоров сложен, в ряде случаев он приближённо описывается формулой Беккереля:

где t – время, α и a – постоянные, а B₀ – начальная яркость. Сложность закона обусловлена наличием в кристаллофосфорах ловушек разных сортов. Повышение температуры кристаллофосфоров, как правило, ускоряет затухание. От интенсивности возбуждения затухание фосфоресценции зависит только в случае рекомбинационной люминесценции. Например, начальные стадии фосфоресценции кристаллофосфоров резко ускоряются при увеличении интенсивности возбуждения. На поздних стадиях яркость фосфоресценции мало зависит от интенсивности возбуждения (асимптотическое свойство кривых затухания). На фосфоресценции кристаллофосфоров влияет также освещение инфракрасным светом и включение электрического поля.

По механизму элементарных процессов различают резонансную, спонтанную, вынужденную и рекомбинационную люминесценцию. Элементарный акт люминесценции состоит из поглощения энергии с переходом атома (молекулы) из основного состояния 1 (рис. 1) в возбуждённое состояние 3, безызлучательного перехода на уровень 2 и излучательного перехода в основное состояние 1. В частном случае излучение люминесценции может происходить при переходе атома (молекулы) с уровня 3 на уровень 1. В этом случае люминесценцию называют резонансной. Резонансная люминесценция наблюдается чаще всего в атомных парах (Hg, Cd, Na и других), в некоторых простых молекулах, примесных кристаллах.

В большинстве случаев вероятность перехода атома (молекулы) с уровня 3 на уровень 2 больше вероятности прямого перехода на основной уровень 1. Уровень 2 чаще всего лежит ниже уровня поглощения 3, поэтому часть энергии теряется на тепло (возбуждаются колебания атомов) и квант света люминесценции имеет меньшую энергию (и большую длину волны), чем кванты возбуждающего света. Однако возможно наблюдение антистоксовой люминесценции. В этом случае за счёт поглощения колебательной энергии молекула переходит на более высокий относительно уровня 3 излучающий уровень 2; энергия испущенного кванта при антистоксовой люминесценции больше энергии возбуждающего кванта, её интенсивность мала.

Уровень излучения 2 может принадлежать как тому же атому (молекуле), который поглотил энергию возбуждения (в таком случае атом называется центром свечения, а переход внутрицентровым), так и другим атомам. В простейшем случае, когда энергия возбуждения остаётся в том же атоме, люминесценция называется спонтанной. Этот вид люминесценции характерен для атомов и молекул в парах и растворах и для примесных атомов в кристаллах. В некоторых случаях атом (молекула), прежде чем перейти на уровень излучения 2 (рис. 2), оказывается на промежуточном метастабильном уровне 4 и для перехода на уровень излучения ему необходимо сообщить дополнительную энергию, например энергию теплового движения или инфракрасного света. Люминесценция, возникающая при таких процессах, называется метастабильной (стимулированной).

Благодаря таким широким возможностям, а также большой яркости свечения, химической и радиационной стойкости кристаллофосфоры находят значительное применение (особенно кристаллофосфоры с шириной запрещенной зоны в несколько электронвольт). Порошкообразные кристаллофосфоры используются в люминесцентных лампах, экранах телевизоров и осциллографов, электролюминесцентных панелях и так далее. Кристаллофосфоры с малым временем послесвечения применяются в сцинтиляционных счётчиках для регистрации быстрых элементарных частиц и g–квантов. Некоторые кристаллофосфоры могут выступать в качестве активной среды в полупроводниковых лазерах.

Кристаллофосфоры (от кристаллы и греч. phōs – свет, phóros – несущий) - неорганические кристаллические люминофоры. Кристаллофосфоры люминесцируют под действием света, потока электронов, проникающей радиации, электрического тока и так далее. Способность кристаллофосфоров люминесцировать обусловлена наличием запрещенной зоны в энергетическом спектре кристалла, поэтому кристаллофосфоры могут быть только полупроводники и диэлектрики. В состав кристаллофосфоров входят в малых концентрациях примеси – активаторы. Активаторы и дефекты решётки кристалла (вакансии, междуузельные атомы и т. п.) образуют центры свечения. Механизм свечения кристаллофосфоров в основном рекомбинационный. Люминесцировать кристаллофосфоры могут как в результате возбуждения непосредственно центров свечения, так и при поглощении энергии возбуждения кристаллической решёткой кристаллофосфора и передаче её (через электроны и дырки, экситоны и др.) центрам свечения. Непосредственная рекомбинация электронов и дырок в кристаллофосфоре также сопровождается свечением (излучательная рекомбинация). Длительность послесвечения кристаллофосфора колеблется в широких пределах – от 10^–9 сек до нескольких часов. В зависимости от активатора спектр люминесценции кристаллофосфор может меняться от ультрафиолетового до инфракрасного. Основой кристаллофосфора служат сульфиды, селениды и теллуриды Zn, Cd, оксиды Ca, Mn, щелочно–галоидные и некоторые другие соединения. В качестве активаторов используют ионы металлов (Cu, Со, Mn, Ag, Eu, Tu и так далее). Синтез кристаллофосфоров осуществляется чаще всего прокаливанием твёрдой шихты, однако ряд кристаллофосфоров получают из газовой фазы или расплава. Комбинируя активаторы и основы, можно синтезировать кристаллофосворы для преобразования различных видов энергии в видимый свет необходимых цветов с высоким кпд (до десятков процентов). Созданы, например, кристаллофосфоры, преобразующие инфракрасное излучение в видимое, а также кристаллофосфоры, яркость люминесценции которых возрастает или уменьшается (вспышечные и тушащиеся кристаллофосфоры) под действием инфракрасного излучения.

На представленной на рис.1 последовательности рентгеновских изображений, полученных на итальянско-датском спутнике BeppoSAX, показано затухающее свечение гамма-всплеска . Всплеск был зарегистрирован гамма-обсерваториями 14 декабря 1997 года , и через 6.5 часов чувствительные рентгеновские камеры орбитальной обсерватории BeppoSAX увидели первое изображение послесвечения. Каждое изображение покрывает поле размером с Луну. Положение послесвечения отмечено белым кружком. Второе изображение получено спустя 6 часов после первого, тогда как последнее изображение получено спустя 2 дня после гамма-всплеска. Причиной всплеска является пока еще неизвестный, но очень мощный взрыв. Считается, что гамма-всплеск вызван ударными волнами, движущихся с почти световой скоростью. Расширяющийся космический файерболл порождает вспышку гамма-лучей, длящуюся несколько секунд, и потом, замедляясь и сгребая окружающее вещество, порождает послесвечение, которое видно в течение многих дней в рентгеновском, оптическом и радиодиапазонах . Всплеск произошел на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли. Это подразумевает, что всплеск является мощным источником энергии.