A fotolumineszcencia (PL) egy olyan folyamat, amelynek során egy anyag elnyeli a fotonokat és újból bocsát ki fotonokat.
Egy félvezető esetében az az elv, hogy a vegyérték sáv elektronjait gerjesztjük a vegyület résenergiájánál nagyobb energiájú fotonnal, úgy, hogy megtalálhatók legyenek a vezetősávban . A gerjesztés tehát az elektronok magasabb energiaállapotba kerül, mielőtt egy fotonemisszióval alacsonyabb energiaszintre térnének vissza. Nagyon rövid idő elteltével (10 nanoszekundum nagyságrendű, amely azonban akár percekre vagy akár órákra is meghosszabbítható) az elektron rekombinálódik és visszatér egy vegyes sávba egy fonon (amikor az anyag közvetett rés), egy foton emisszióval vagy egyes esetekben Auger elektron . PL érdeklődik egy kibocsátott foton esete iránt.
Az anyagtudományban a fotolumineszcencia olyan módszeres spektroszkópia , amelynek segítségével elemezni lehet az anyagok félvezetőit vagy szigetelőit , információkat nyújtva az anyag tulajdonságairól (az energia sávbeli résről, az ötvözetekben lévő anyag összetételéről), sugárzási felületi hibákról, mint pl. befogadók és donorok, valamint belső átmeneteket mutató szennyeződések.
Orvosi területen a fehérjék jelölésére a biológiai képalkotásban általában lantanidokon alapuló fotolumineszcens molekulákat használnak .
Van egy egyszerű és olcsó módszer annak meghatározására, hogy egy vegyület vagy keverék fotolumineszcens-e. UV lámpa alatti expozícióval a vizsgált minta látható fényt bocsát ki . Ez azt jelenti, hogy ez csak elegendő feltétel, mivel egy vegyület nem mutathat fotolumineszcenciát a látható tartományban.
Ezeket a rendszereket Franciaországban az NF X08-050-2 szabvány határozza meg