甘肃白光LED用CeYAG晶体作用

时间:2022年08月11日 来源:

CeYAG晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能,采用温梯法生长了CeYAG晶体和真空烧结法制备了CeYAG透明陶瓷,并对晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能进行了对比研究.CeYAG晶体和陶瓷都具有位于230,340和460nm波段的Ce3+离子的特征吸收带和540nm附近的发射峰,但CeYAG晶体同时存在296和370nm的色心吸收,其发射峰位于398nm,而透明陶瓷中不存在.CeYAG晶体和陶瓷的X射线荧光中均存在520nm附近的Ce3+离子发射,但晶体中还存在由反格位缺陷引起的300nm的发射.CeYAG晶体和陶瓷的光产额分别为16800和9800photons/MeV,纳秒灯激发下的荧光寿命分别为61.9和62.97ns.CeYAG晶体与陶瓷相比,具有高的光产额和快的荧光衰减特性。CeYAG闪烁晶体的高分辨X光探测器,实现X光辐照条件下高分辨成像。甘肃白光LED用CeYAG晶体作用

激子和类激子荧光机制。这种机制主要依赖于晶体中产生的自陷激子(STE)、电子缺陷激子或类激子激子以及闪烁体中产生闪烁荧光的电子或空穴[[21]。在一些卤素结合的无机闪烁晶体中,通常可以获得小于10ns的光衰减。例如,CdF2闪烁晶体的光衰减约为7ns。但由于激发能量必须与被激发的激子或类激子能量相同或相近,所以具有这种闪烁机制的无机闪烁晶体的光输出一般很低,STEs荧光往往在室温下被淬灭。尽管某些碱土氟化物晶体的ste在室温下具有大的光输出,但它们的光衰减接近毫秒。因此,具有这种发光机制的闪烁晶体只能用于特殊目的。甘肃白光LED用CeYAG晶体作用无机闪烁体是一种能将高能射线(X/射线,入射到其上的)或粒子转化为紫外光或可见光的晶体能量转换器。

文献已经系统地报道了Ce:YAP高温晶体的闪烁性能,现总结如下:相对光输出约为NaI:Tl的38-50%;光衰减,对于γ-射线激发,快成分衰减时间约为26.7±0.12ns,强度占89±2%,慢成分衰减常数为140±10ns,对于α-粒子激发快成分衰减常数为24.8±0.12ns,强度占85±2%,慢成分衰减常数为100±5ns;中等密度(5.35g/cm3)和中等有效原子序数(Zeff=39)等。另外,与CsI:Tl闪烁晶体相比,Ce:YAG闪烁晶体在小于500Kev能量范围其γ响应小,光衰减快,不潮解等,因此可望部分取代CsI:Tl闪烁晶体的应用。

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。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。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耦合。在5KV之内以及超过100KV的更高加速电压下,CeYAG晶体具有更好的响应。

CeYAG晶体的良好的温度机械性能有利于制备出低于0.005mm厚度的超薄成像屏。在电子或者离子轰击下CeYAG晶体不产生损伤,适合应用于高电流环境。CeYAG晶体的发光峰位置位于560nm左右,很适合使用S20光电倍增管进行发射探测。在5KV之内以及超过100KV的更高加速电压下,CeYAG晶体具有更好的响应,在该环境下粉末闪烁体性能开始下降,而CeYAG晶体的相应仍然保持线性增加。尽管CeYAG晶体的信号比P47弱,但是信噪比高,终端信号更好。CeYAG晶体的衰减时间为60ns。使用中为了避免光敏感,通常需要镀50nm的铝膜。CeYAG晶体,提拉法和温梯法生长,直径110mm,厚度0.15-150mm。从宏观上看,直拉法可以生长出完整透明的Ce:YAG闪烁晶体。甘肃白光LED用CeYAG晶体作用

当光线与闪烁晶体相互作用时,晶体中电子空穴对Neh的数量直接影响晶体的光输出。甘肃白光LED用CeYAG晶体作用

铈离子掺杂氧化物和硫化物闪烁晶体与卤素化合物晶体相比,氧化物晶体具有优良的热力学性能以及稳定的化学性质等优点。因此,铈离子掺杂的无机氧化物闪烁晶体包括铝酸盐、硅酸盐、硼酸盐以及磷酸盐等晶体受到人们的极大重视并被普遍研究[9]。表1-8总结了铈离子掺杂氧化物闪烁晶体的基本闪烁性能[9]。从表中可以知道,多数铈离子掺杂的氧化物闪烁晶体具有高光输出和快衰减等特征,尤其是铈离子掺杂的铝酸盐和硅酸盐闪烁晶体具有诱人的闪烁性能,如Ce:YAP,Ce:YAG,Ce:LSO和Ce:LuAP等无机闪烁晶体,被誉为新一代高性能无机闪烁晶体。甘肃白光LED用CeYAG晶体作用

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