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。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。1967年,Blasse发现Ce:YAG荧光粉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 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。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
近年来,Ce:YAG单晶薄膜荧光屏[103]和Ce:YAG陶瓷[104][105]等闪烁体以其独特的优势引起了人们的关注 Ce:YAG晶体光产额是多少?山西正规CeYAG晶体厂家报价
高温闪烁晶体今后的发展趋势主要包括以下几个方面:
第1,研究高温闪烁晶体中存在的各种点缺陷及其对闪烁性能的影响,真正实现无机闪烁晶体的分子优化与分子设计。
第2,寻求优化的高温闪烁晶体生长方法以及工艺技术。目前,多数高温闪烁晶体主要是通过提拉法生长的,探索改进的提拉法或其它的工程化生长工艺技术对研究开发高温闪烁晶体具有十分重要的意义。
第3,发展混合型高温闪烁晶体将是今后发展的趋势之一。例如,Ce:LuAP高温闪烁晶体具有十分诱人闪烁性能,但是在晶体生长过程中容易生成石榴石相,很难获得稳定的LuAP相,从而限制了晶体的使用.1近,研究表明,与Ce:LuAP晶体相比,混合型晶体Lux(RE3+)1-xAP:Ce (RE3+ = Y3+ or Gd3+)可以降低晶体生长难度以及生产成本,同时闪烁性能也比较理想。
第4,开展多掺杂以及探索新型发光离子的高温闪烁晶体也会逐步受到人们的重视。随着探测器件的小型化多功能化的迅猛发展,具有多种探测功能的复合闪烁探测单晶材料将会成为一个研究热点。另外,探索其它发光中心离子的闪烁性能也将会逐步引起人们的关注,特别对能与现有的探测设备耦合匹配,容易掺杂等激发离子的研究。 山西加工CeYAG晶体订做价格CeYAG晶体最大直径多少?
Ce:YAG晶体-无机闪烁晶体-无机闪烁晶体的性能特征。表征无机闪烁晶体的物理量主要包括:光产额或光输出、光衰减时间、有效原子序数和密度、光学性质(发射波长、透射特性和折射率)、辐照强度和晶体的热力学性质。此外,晶体成分的均匀性、生长大尺寸晶体的难度以及晶体的价格也是衡量无机闪烁晶体性能的常用参数。在大多数应用领域,主要与闪烁机理有关的无机闪烁晶体的基本性质有:闪烁效率和光输出、光衰减、有效原子序数和密度等。[7][8][9][14][24].
Ce:YAP晶体的光谱特性
Ce3离子的光谱是由不同宇称的5d-4f跃迁产生的,因此晶体场对光谱有重要影响。YAP晶体具有畸变的钙钛矿结构,属于正交晶系(晶胞参数分别为a=5.176,b=7.35,c=5.307),空间群为-pnma [66]。在YAP晶格中,Al3离子在钙钛矿结构中占据C1位对称的b位,其配位数为8;Y3离子在此结构中占据C1h对称的A位,配位数为12。当Ce3离子进入YAP晶格时,Ce3离子取代了具有C1h对称性的Y3离子。4f1电子构型Ce3离子的基态由2F7/2和2F5/2组成。室温下,一个电子占据基态2f5/2。5d态在低对称晶场(C1h)的作用下分裂成五个子能级其能级重心约为38300cm-1,f-d吸收和发射的斯托克斯频频移约为4500cm-1。当电子在5d-4f能级之间跃迁时,形成宽带吸收激发和发射光谱。在180-300 nm范围内有5个吸收带,峰值波长分别为220nm、238nm、275nm、290nm和303nm(一般在光谱上只能观察到0终4个峰值波长),但这5个激发带在其激发光谱中是可以区分的(对应于370nm处的发射)。YAP晶体的基本吸收边(带隙)约为7.6eV Ce:YAG闪烁晶体有什么光学性能?
无机闪烁晶体(Ce:YAG)的闪烁机理之电子空穴对的产生
2.该过程可由以下公式(1.1)表示:
A + hν → A+ + e
在上式中,hν 是入射γ光子的能量;a表示是无机闪烁晶体中的原子;a+是离子;e是产生的一次电子。在这个过程中,原子的内层也会产生初级空穴。
闪烁机制的第二步是电子和空穴的豫过程。一方面,对于非辐射豫或辐射豫,A离子通过内部空穴从K层迁移到L、M和其他俄歇层而发射光子,从而发射俄电子。通常,非辐射豫的概率远远大于辐射豫的概率
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从宏观上看,直拉法可以生长出完整透明的Ce:YAG闪烁晶体。然而,用提拉法很难获得大尺寸、高质量的Ce:YAG闪烁晶体。一方面,提拉法生长的晶体尺寸直接受到所用铱坩埚尺寸的限制;另一方面,由于Ce3 (0.118nm)和Y3 (0.106nm)离子的半径相差较大,且Ce离子在YAG晶体中的偏析系数很小(~ 0.1),在提拉法生长后期往往会发生成分过冷,严重影响Ce:YAG晶体的质量。为了克服提拉法生长的大尺寸、高质量的碳:钇铝石榴石闪烁晶体的缺点,我们第1次用温度梯度法(TGT)成功地生长了一种三英寸的碳:钇铝石榴石高温闪烁晶体山西正规CeYAG晶体厂家报价
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