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中国台湾专业生长CeYAG晶体

来源: 发布时间:2021-03-04

高光输出快速衰减闪烁晶体的基本理论

闪烁效率和光输出

无机闪烁晶体的光输出(LR)直接由闪烁晶体的闪烁效率()决定。因此,研究闪烁晶体的转换效率在高光输出闪烁晶体的研究中起着重要的作用。许多文献[13]、[14]、[17]、[51]和[56]报道了闪烁材料闪烁效率的机理,并建立了许多理论模型。一般来说,根据闪烁体的闪烁机理(如1.1.1节所述),闪烁的总量子效率()可以表示为发光中心的能量转换效率()、能量转移效率(S)和荧光量子效率(Q)的乘积 Cz-Ce:YAG的主要缺陷是什么?中国台湾专业生长CeYAG晶体

闪烁过程的三个步骤(a  . 电子空穴对产生;电子空穴被传送到发光中心;c  .从发光中心辐射的荧光)到闪烁的总效率。在以上三个参数中,很难建立能量传递的理论模型,因此很难计算出S  [51][56]。可以肯定的是,无机闪烁晶体中的各种缺陷会俘获电子空穴对,使S值 大降低。与参数s相比,参数和q可以从理论上计算出来。

根据罗宾斯[19]和阿雷米普奇[51]提出的模型。公式中,Ei为电离能;是产生实际产生一个电子空穴对所需的能量;k为能量损失分数,与高频介电常数(),静电常数()和光学纵模声子能量()有关。Lf是电子(或空穴)损失的能量分数。 中国台湾专业生长CeYAG晶体Cz-Ce:YAP晶体的光学性能?

深度剖析Ce:YAG晶体。Ce:YAG晶体属于无机闪烁晶体。发光中心的激发与发射之无机闪烁晶体中的发光中心,可分为本征发光中心和非本征发光中心。本征中心包括:,自陷激子(STE)、基质的组成原子,或原子团以及晶格中的杂质,或其他点缺陷。非本征发光中心,主要包括人工诱导的激发中心。发光中心主要通过依次捕获电子和空穴,或者依次捕获空穴和电子来激发。终,被激发的发光中心发出紫外或可见光子,即闪烁光的发射。

C + h → A+      C+ + e → (C)*       (C)* → hν   


上式表示了发光中心激发与发射过程:上式中发光中心C表示,空穴、电子:h、e表示,(C)*表示处于激发态的发光中心。

钇铝石榴石闪烁晶体的光谱特性

在Ce:YAG晶体中,Ce3离子以D2对称性取代Y3位。在晶体场的作用下,4f1电子构型的Ce3离子基态分裂为2F5/2和2F7/2双态,其5d能级分裂为5个子能级,比较低5d子能级离基态约22 000波。钇铝石榴石晶体场作用下的自由Ce3离子及其能级结构如图1-9 [97]所示。在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于F-D跃迁,具有宽带、衰减快的特点。在可见光范围内可以观察到4个特征吸收峰,峰值波长分别为223nm、340nm、372nm和460nm,对应于Ce3离子从4f到5d的亚能级跃迁。在室温下,其荧光光谱为500纳米至700纳米的宽带光谱,峰值约为525纳米,对应比较低5d子能级至2F5/2基态能级[96]。如果高能射线入射,其荧光光谱向红色移动,发射波长为550纳米,可以很好地与硅光二极管[100][106]耦合。 Ce:YAG晶体常规尺寸是多少?

钇铝石榴石闪烁晶体研究概况

众所周知,钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶是一种优良的激光衬底材料和光学衬底材料。如Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体已广泛应用于工业、**和医疗、科研等领域。特别是近二十年来,随着LD泵浦固体激光器的迅速发展,国际上对Yb:YAG激光晶体的研究掀起了高潮,出现了大量的文献报道[94][95]。早期,为了研制可调谐激光晶体,人们研究了Ce:YAG晶体的光学特性。由于严重的激发态吸收,Ce:YAG晶体的研究停滞不前[96][97]。1967年,Blasse发现Ce:YAG荧光粉[98]具有优异的闪烁性能,但对其单晶的研究还没有得到足够的重视。直到1992 [99]才提出Ce:YAG晶体作为闪烁材料,引起了人们的兴趣。然后,Moszynski[100]和Ludziejewski[101]分别于1994年和1997年对Ce:YAG晶体的闪烁特性进行了系统的研究,指出Ce:YAG晶体具有优异的闪烁特性。Ce:YAG衰减快,在550nm处发出荧光,适用于中低能射线粒子的探测[102]。目前Ce:YAG高温闪烁晶体已经商业化,主要用于扫描电子显微镜(SEM)的显示元件,其生长方法主要是直拉法 TGT-Ce:YAG的主要缺陷是什么?中国台湾专业生长CeYAG晶体

温梯法生长Ce:YAG晶体?中国台湾专业生长CeYAG晶体

多数铈离子掺杂的氟化物无机闪烁晶体的γ射线探测效率(∝ρZeff4)比较低,光输出还是不够高,而且无论如何其热力学性能还是比较差(大多数氟化物闪烁晶体易潮解),这些缺点限制了它们的普遍应用

然铈离子掺杂硼酸盐和双磷酸盐闪烁晶体也具有较好的闪烁性能,但是很难获得大尺寸的单晶而不被人们看好。

硫化物闪烁晶体由于具有较小的禁带宽度,铈离子掺杂的硫化物闪烁晶体还具有较快的光衰减以及较重的密度等特征。如:Ce:Lu2S3晶体具有高光输出(约30 000Photon/MeV),较快的光衰减(约32ns),较重的密度(约6.25g/cm3)和较高的有效原子序数(Zeff=66.8)等特征。但是硫化物晶体也十分难生长而不被人们看好。 中国台湾专业生长CeYAG晶体

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