常用闪烁晶体及材料物理性能
闪烁晶体的相关资料整理
闪烁晶体的相关资料整理1. What早期研制的PET 的晶体材料为NaI（碘化钠）；80 年代初期，BGO（锗酸铋）与GSO（硅酸钆）２种晶体被用作PET探测晶体!从1980 年#2000 年，BGO 是主要的PET 晶体材料之一，而NaI 与GSO 在PET 中应用相对较少!1990年，LSO（硅酸镥）晶体的研究引起人们很大关注，LSO 晶体短的余辉时间允许窄的符合时间窗（8ns），因而随机计数显著减少，同时其高能量分辨（大约12％FWHM）可降低图像的散射，LSO 晶体以其明显优于NaI 和BGO 的性能得到逐步应用，这种新型探测器材料对PET 的发展具有重要贡献! [1]闪烁体是一种吸收电离辐射（如X或γ射线）并转变吸收能量的一部分为可见光或紫外线光的材料。
这个转变过程发生的时间范围为几个ns到几个μs, 而产生一个短光子脉冲, 光脉冲与闪烁材料发生作用的每一个X和γ射线相对应。
这种光脉冲, 其强度通常和沉积在闪烁体上的能成比例, 被光电倍增管(PMT)探侧到并转化为电信号。
闪烁体可以是液体或固体, 有机体或无机体, 也可以是晶体或非晶体。
有机液体和塑料闪烁体经常被用来探测β粒子和中子。
为了探测X和γ射线(如用在PET中的511keVγ射线), 常采用无机单晶闪烁体, 因为它有高的密度和原子序数, 导致更高的探测效率。
一般的闪烁体是一块透明单晶, 它的禁带和导带由5eV以上的能带隔开。
一个理想的晶体, 没有缺陷, 或者说没有杂质, 在这个带沟里应该没有能级。
然而, 大多数闪烁体掺有一种活性离子, 而这种活性离子提供了在禁带范围内的能级。
γ射线能量被大多数晶体吸收后,能量中的一小部分停留在活性离子上。
活性离子的退激导致闪烁光子的发射, 典型的能量通常在4eV左右, 对应可见蓝光。
在PET的初期, 探测器由掺有铭的碘化钠单晶体(NaI(TI))构成, 单个晶体与PMT 耦合。
随着锗酸秘(BGO)的发现, 大多设计者因它探测γ射线的高效率而转向这种材料。
无机闪烁晶体
无机闪烁晶体、塑料闪烁体简介无机闪烁晶体、塑料闪烁体简介一无机闪烁晶体1 闪烁晶体与辐射探测X射线、CT、核医学放射性核素成像、环境辐射监测、高能射线探测，其原理都是利用光子流作为射线源，射线穿透人体或物质，再从人体或物质中发射出来或射线直接被探测器接收而形成影像。
所以探测器系统对射线的接收程度就成为关键的因素之一，常用的技术有：气体电离室探测、半导体材料探测、闪烁晶体探测等。
而闪烁晶体因其固有的吸收射线辐射发光的特性就成为测量射线能量和强度的良好材料。
无机闪烁晶体主要应用领域有高能物理、核物理、核医学（如XCT、PET以及g相机）、工业应用（工业CT）、地质勘探、石油测井等。
闪烁晶体在射线的激发下能发出位于可见光波段的光波，不同的闪烁体最大闪烁发射波长、光产额、闪烁衰减时间、辐射长度、辐照硬度及密度、熔点、硬度、吸潮性等物理性质都有所不同。
现实中没有任何一种闪烁体能满足全部使用要求，每种闪烁晶体都有各自的优缺点，使用中需根据具体要求及应用领域选择不同的材料。
一般来说无机闪烁晶体用于辐射探测时基本应具备以下几个条件：<1>对探测粒子有较大的阻止本领，使入射粒子在晶体中的损耗量较大，为此闪烁体的密度及有效原子序数应较大。
<2>具有较高的发光效率及较好的能量分辨率。
<3>在自身发光波段内无吸收，即有较高的透过率。
<4>较短的发光衰减时间（时间分辨好）。
<5>发射光与光探测元件光谱响应相匹配。
<6>较大的辐照硬度（抗辐射损伤）。
<7>较好的热稳定性（发光效率受温度影响小）。
<8>易于加工成各种形状和尺寸。
<9>较好的化学稳定性（不吸潮）。
现已开发的无机闪烁体如下：NaI(Tl) .CsI. CsI(Na) .CsI(Tl) .LiF(Eu) .CaF2(Eu) .CdF2、BaF2.CeF3 .BGO(Bi3Ge4O12) .ZWO(ZnWO4) .CWO(CdWO)4 .PWO(PbWO4) .GSO:Ce(Gd2SiO2O5:Ce) .LAP:Ce(LaAlO3:Ce) .YAP:Ce（Y AlO3:Ce）.LSO:Ce(Lu2Si2O5:Ce)等。
闪烁晶体应用核物理医学成像安全检查工业探伤地质
1
2
3 4 5 8 40 60
2216 1876 1936 1871 1881 1875 1855 1928 1936
100 84.7 87.4 84.4 84.9 84.6 83.7 87 87.4
Nomalized L.O
1.1
1.0
晶体在60天内，光输出恢复
0.9
到原来的87.4%，从表中看
0.8
辐照损伤与剂量率的理论基础
假设晶体色心的产生和湮灭同时存在，则色心i的湮灭速率为ai，色心的产生 速率是bi，则R就是剂量率，其中Di是晶体中色心的浓度 。 上式还可以写成以下式子：
出，恢复后的光输出仍然在
0.7
5%误差的范围内，几乎没
0.6
有看到明显的恢复
0.5 0
10
20
30
40
50
60
Radiation measurement, 2014,65:14-17.
Time(day)
8
晶体的辐照损伤与剂量率无关
LaBr3:Ce: Radiation damage
实验结果比较
Drozdowski et al., 2007b(Φ15mm × 5mm LaBr3:5%Ce)
R的极限值很可能在2% @662keV
1. Marvin J. Weber, Journal of Luminescence, 2002, 100:35–45.
2. Pieter Dorenbos, IEEE Transactions on Nuclear Science, 2010, 57(3):1162-1167.
Light
NaI:Tl晶体吸收高能粒子的能量将其转 变成可见光
闪烁晶体材料的研究进展
闪烁晶体材料的研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展和人类对物质世界认识的深入，闪烁晶体材料作为一种独特的功能材料，其在诸多领域的应用潜力逐渐显现。
闪烁晶体材料，因其具有将高能辐射转化为可见光的能力，被广泛应用于核物理、高能物理、医学成像、安全检查等领域。
本文旨在全面综述近年来闪烁晶体材料的研究进展，包括其制备技术、性能优化、应用领域等方面的最新成果和发展趋势。
通过对这些内容的梳理和分析，期望能够为相关领域的科研工作者和从业人员提供有价值的参考信息，推动闪烁晶体材料的研究和应用取得更大的突破。
二、闪烁晶体材料的基本性质闪烁晶体材料是一类具有独特光学性质的材料，它们能够在高能粒子的作用下发出闪烁光。
这种闪烁光可以被光电倍增管等光电探测器所接收，从而实现对高能粒子的探测和成像。
闪烁晶体材料的基本性质主要包括以下几个方面：高发光效率：闪烁晶体在高能粒子作用下，能够将吸收的能量高效地转化为可见光，这是闪烁晶体作为探测器材料的基础。
发光效率的高低直接决定了探测器的灵敏度和成像质量。
快速响应：闪烁晶体应具有快速的发光响应速度，以便在高能粒子通过后能够迅速发出闪烁光。
这对于实现高速、高分辨率的粒子探测至关重要。
高辐射硬度：由于闪烁晶体在工作过程中需要承受大量的高能粒子轰击，因此要求其具有高的辐射硬度，即能够在长时间、高强度的辐射环境下保持稳定的性能。
良好的光学性能：闪烁晶体应具有高的透光性，以便让尽可能多的闪烁光从晶体中逸出并被探测器接收。
同时，晶体还应具有均匀的折射率，以避免光在传播过程中出现折射和散射。
易于加工和封装：为了满足实际应用的需求，闪烁晶体材料应易于加工成各种形状和尺寸，并能够方便地与其他光学元件和探测器集成。
晶体还应具有良好的化学稳定性和热稳定性，以确保在封装和使用过程中不会发生性能退化。
闪烁晶体材料的基本性质涵盖了发光效率、响应速度、辐射硬度、光学性能以及加工和封装等方面。
这些性质共同决定了闪烁晶体在粒子探测和成像领域的应用潜力。
闪烁晶体课件R1资料
PET仪器开发与多模医学成像实验室
晶体位置辨认图
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
优缺点 １、工作电路简单、不需要位置敏感型的光电转换 器件 ２、位置分辨能力较差 ３、不能提供ＤＯＩ信息，会产生视觉误差给图象 重建带来一定的影响 ４、空间分辨率受晶体条的尺寸限制 ５、包装分数低，探测效率相对较低
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
能量响应和能量分辨率 能量响应一般以闪烁晶体的光输出与入射粒子在 闪烁晶体内能量损耗之间的对应关系来表征。
闪烁晶体的能量分辨率主要受以下因素影响： 1. 闪烁晶体的发光效率 2. 光子传输效率 3. 能量响应的非线性响应
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体的发光机制
PET Lab @ HUST
无机闪烁体有不掺杂质的纯晶体，如七十年代中后期新开 发的锗酸铋(BGO)单晶体，也有含有少量杂质(称为“激活剂”) 的无机盐晶体，例如以铊为激活剂的碘化钠NaI(Tl)单晶体和碘 化铯CsI(Tl)单晶体，以铈为激活剂的掺铈硅酸镥LSO(Ce)等。 当射线进入闪烁体时，既 可产生自由电子对(空穴对)， 也可以产生激子。而后电子从 导带或激带跃迁到价带，退激 过程中放出光子，不过放出的 光子容易被闪烁晶体自吸收。 不掺杂质的纯晶体主要以这种 方式产生可见光。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
1、光电效应 闪烁晶体在低能射线照射时以光电效应为主。一个 光子把它 所有的能量给予一个束缚电子；电子用其 能量的一部分来克服原子对它的束缚，其余的能量则作 为动能。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
掺铈Cs2BaBr4晶体的生长和闪烁性能研究
第53卷第5期2024年5月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.53㊀No.5May,2024掺铈Cs 2BaBr 4晶体的生长和闪烁性能研究殷㊀洁1,2,张小强2,陈㊀灿2,潘建国2(1.湖南化工职业技术学院,株洲㊀412000;2.宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江省光电探测材料及器件重点实验室,宁波㊀315211)摘要:以高纯度BaBr 2㊁CsBr㊁CeBr 3为原料,采用高温固相反应法合成了Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+多晶料,并通过坩埚下降法生长了Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体㊂将晶体切割研磨抛光后得到不同厚度的Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶片㊂对晶体进行了物相分析,XRD 图谱表明晶体为一致熔融物,且无相变㊂研究了晶体的闪烁性能,测试了光学透射率㊁光致发光㊁X 射线激发发光㊁多通道gamma 能谱㊁衰减时间㊂与LaBr 3晶体对比,分析了晶体的吸湿性㊂结果表明,晶体的光学透过率接近80%,在一定波段的紫外光及X 射线的激发下,晶体在349与372nm 波长有发射峰㊂137Cs 源伽马射线的激发下,能量分辨率为11%,在紫外激发下,晶体衰减时间为21.9ns㊂晶体的吸湿性比LaBr 3晶体有大幅改善㊂关键词:Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体;坩埚下降法;光致发光;X 射线激发发光;衰减时间;吸湿性中图分类号:O78㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2024)05-0760-06Growth and Scintillation Properties of Cerium-Doped Cs 2BaBr 4CrystalYIN Jie 1,2,ZHANG Xiaoqiang 2,CHEN Can 2,PAN Jianguo 2(1.Hunan Chemical Vocational Technical College,Zhuzhou 412000,China;2.Key Laboratory of Photoelectric Detection Materials and Devices of Zhejiang Province,School of Materials Science and Chemical Engineering,Ningbo University,Ningbo 315211,China)Abstract :Using BaBr 2,CsBr,and CeBr 3with high-purity as raw materials,the Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+polycrystalline powders were synthesized by solid-state reaction method.The crystal of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+was grown by Bridgman method.The wafer of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+with different thickness were obtained by incising,grinding and polishing process.The phase of the crystal was analyzed,and XRD patterns show that the crystal is a uniformly molten substance with no phase transition.The scintillation performance of the crystal was studied,which the optical transmittance,photo luminescence,X-ray induced luminescence,multi-channel gamma energy spectrum and decay time were pared with the crystal of LaBr 3,the hygroscopicity of the crystal was analyzed.The results show that the optical transmittance of crystal is close to 80%,and under the excitation of ultraviolet light and X-rays in a certain band,the crystal exhibits emission peaks at wavelengths around 349and 372nm.The energy resolution under the excitation of gamma rays of137Cs is estimated to be 11%.The decay time under the excitation of UV light is fitted to be 21.9ns.The hygroscopicity of the crystal is much better than that of LaBr 3crystal.Key words :Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal;Bridgman method;photo luminescence;X-ray induced luminescence;decay time;hygroscopicit㊀㊀㊀收稿日期:2023-11-18㊀㊀基金项目:2021年湖南省教育厅科学研究资助项目(21C1116)㊀㊀作者简介:殷㊀洁(1991 ),女,湖南省人,讲师㊂E-mail:654611004@ ㊀㊀通信作者:潘建国,博士,教授㊂E-mail:panjianguo@0㊀引㊀㊀言闪烁晶体作为一种高能粒子的探测材料,在高能物理㊁核医学㊁安全检查㊁空间探测㊁工业计算机断层扫描(CT)㊁石油勘探等领域都有着广泛应用[1-4],其中,无机卤化物作为一类重要的闪烁晶体,大多具有高的光产额㊁优异的能量分辨率和时间分辨率,如NaIʒTl 闪烁晶体[5-7](光产额4000ph /MeV,衰减时间230ns)㊁㊀第5期殷㊀洁等:掺铈Cs2BaBr4晶体的生长和闪烁性能研究761㊀SrI2ʒEu闪烁晶体[8-9](光产额90000ph/MeV,衰减时间1.2μs)㊁LaBr3ʒCe[10-11](光产额66000ph/MeV㊁衰减时间35ns)㊂然而,卤化物闪烁晶体也具有价格昂贵和易潮解等缺点[12-19],大幅限制了其大规模生产制造,影响了产品商业化价值㊂因此,探索和研究具有闪烁性能优异㊁制备简易㊁价格适中的新型卤化物闪烁体成为当前迫切的需求㊂近年来,对卤化物闪烁体的研究集中到多元或更复杂组分的卤化物晶体上,其中A2MX4型闪烁晶体逐渐引起了关注㊂A2MX4型闪烁晶体最先被研究和报道的是美国LBNL实验室研究的碱土卤化物闪烁体[20],这类晶体均为Th3P体心立方晶体结构[21],目前国内外对三元卤化物晶体的研究并不多㊂2014年,Yahaba 等发现Cs2ZnCl4晶体是一种快衰减的闪烁晶体,衰减时间为1.8ns,且快闪烁光占比高达95%[22-23]㊂2016年,Stand等[24]发现K2BaI4ʒEu晶体与LaBr3ʒCe晶体具有相似的高光输出和能量分辨率,随后Cs2BaBr4[25]㊁Cs2BaBr4ʒTl[26-27]等晶体陆续被报道,研究发现Cs2BaBr4晶体对X射线和γ射线的探测有很高的效率㊂Ce3+的5dң4f跃迁使掺杂铈离子的闪烁晶体具有快衰减时间,能提高发光效率,改善发光性能等优点[28],因此,掺有Ce3+的Cs2BaBr4闪烁晶体将是一种富有前景的探测器㊂本文以Cs2BaBr4为基质,掺入三价的铈离子,通过坩埚下降法方法生长了Cs2BaBr4ʒ1%Ce3+晶体,并研究了其透过光谱㊁光致发光光谱㊁X射线激发发光光谱㊁多道能谱㊁衰减时间等光学和闪烁性能㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀多晶料制备和晶体坩埚下降法生长采用高温固相合成法合成多晶料,BaBr2(ȡ99%)㊁CsBr(ȡ99.99%)试剂按1ʒ2的化学计量比配料,其中掺杂剂使用CeBr3(ȡ99.9%),其摩尔比为1%㊂配料㊁研磨过程都在氮气气氛下手套箱内进行,并保证手套箱内水分和氧气的含量低于10-6Pa㊂将装有原料的石英坩埚从手套箱中取出,接入单排管抽真空,使用乙炔-氧气焊枪进行封管,放入摇摆炉中加热至900ħ,保温10h,之后降温冷却12h至室温,得到多晶料㊂将装有多晶料的石英坩埚垂直放置于装有Al2O3粉末的刚玉引下管中㊂接着将刚玉引下管缓慢上升到炉膛最高处(加热区),升温至630ħ充分化料后,降温至590ħ,设置下降速度由6mm/d改为8mm/d,经过20多天的坩埚下降法生长,降至室温取出单晶,在手套箱内,将生长完的晶体从石英坩埚中取出㊂1.2㊀晶体测试使用Bruker D8Focus型X射线衍射仪对Cs2BaBr4ʒ1%Ce3+晶体进行XRD测试,辐射源为Cu靶Kα辐射,工作电流为40mA,电压为40kV,扫描范围为10ʎ~80ʎ㊂采用TG/DTA7300型综合热分析仪进行TG-DTA 分析,气氛为氮气保护,升温速率为15.0ħ/min㊂使用Lambda850+紫外可见分光光度计测试晶体的光学透过率,测试波段250~800nm,波长精度为0.08nm(紫外/可见光区)㊂使用F-7000荧光分光光度计,在室温下测量紫外光激发下的光致发光和激发发射光谱㊂使用自主搭建的X射线激发发射光谱仪测试X射线激发发射光谱(XEL),工作电流为25mA,工作电压和PMT电压分别为75kV和900V,测试波段为250~650nm㊂采用γ射线脉冲多道分析设备测定多道脉冲高度谱,其光电倍增光的型号为Hamamatsu-R2059,激发源为137Cs(662keV),工作电压为1900V,形成时间为6μs㊂使用FLS-1000紫外可见近红外稳态/瞬态荧光光谱仪测量晶体的荧光衰减时间曲线㊂将相同质量的Cs2BaBr4和LaBr3粉末暴露在空气中,测量质量的变化,记录数据,绘制成Cs2BaBr4和LaBr3晶体吸湿性对比图㊂2㊀结果与讨论2.1㊀物相分析将生长的晶体研磨成粉末进行XRD测定,结果如图1所示,与标准卡片对比,二者衍射峰基本一致,没有多余的杂峰,表明该晶体为Cs2BaBr4相㊂Cs2BaBr4ʒ1%Ce3+晶体的TG-DTA曲线如图2所示,DTA曲线有一个强吸热峰,温度为582ħ,结合文献[25]报道可以判断580ħ的强吸热峰即为晶体的熔点,表明晶体是一致熔融物,且无相变,采用坩埚下降法生长是合理的选择㊂762㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷图1㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体粉末的XRD 图谱Fig.1㊀XRD patterns of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal powders 图2㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的TG-DTA 曲线Fig.2㊀TG-DTA curves of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal 2.2㊀单晶生长采用坩埚下降法成功生长出尺寸为ϕ20mm ˑ60mm 的Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体,如图3(a)所示,晶体为圆柱体,呈透明㊁无色,无明显的开裂现象㊂将晶体再进行切割㊁抛光,获得厚度为2mm 且两截面光滑的晶片,如图3(b)所示㊂晶体的光学透过率光谱如图4所示,可以发现晶体在800nm 处的光学透过率达80%,其吸收边位于305nm,可见其具有良好光学透过率㊂图3㊀晶体照片㊂(a)Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体;(b)加工处理后的Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+样品Fig.3㊀Photos of crystals.(a)Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal;(b)Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal afterprocessing 图4㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的光学透过率曲线Fig.4㊀Optical transmission curves of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal 2.3㊀性能表征2.3.1㊀激发光谱和发射光谱Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的紫外-可见激发光谱和发射光谱分别如图5(a)和图5(b)所示㊂在350nm 波长监测下,其激发光谱位于268和319nm 处有两个激发峰,分别来自于Ce 3+的2F 5/2ңT 2g 和2F 7/2ңE g 跃迁㊂在270nm 波长激发下,测得样品的发射光谱,并将发射光谱进行高斯拟合,获得两个发射峰,分别位于349和372nm,分别来自Ce 3+的5d 1ң2F 5/2和5d 1ң2F 7/2跃迁,如图6所示㊂观察激发光谱和发射光谱,可以发现谱图存在部分的重叠现象,并且可发现晶体从360nm 开始出现吸收(见图4),因此Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体在应用中会产生一定的自吸收现象㊂在激发波长为316nm 和监测波长为350nm 的条件下,测试Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+测试样品的光致衰减曲线,如图7所示㊂对获得的衰减曲线进行单指数函数拟合,通过公式Y =Y 0+A -x /t 1e 计算可得出晶体的荧光寿命为21.90ns㊂㊀第5期殷㊀洁等:掺铈Cs 2BaBr 4晶体的生长和闪烁性能研究763㊀图5㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的激发光谱(a)和发射光谱(b)Fig.5㊀Photoluminescence excitation spectra (a)and emission spectra (b)of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal图6㊀Ce 3+在晶体场作用下的能级示意图Fig.6㊀Energy level diagram of Ce 3+in crystal field 图7㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的光致衰减曲线Fig.7㊀Fluorescence decay curve of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal 2.3.2㊀X 射线激发发射光谱将样品磨成粉末,真空包装,使用自主搭建的X 射线激发发射光谱仪测试X 射线激发发射光谱,图8为Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的X 射线激发发射谱㊂未掺杂的Cs 2BaBr 4晶体在已报道文献中观察到存在300~600nm 的宽发射峰,为碱土卤化物常见的本征发光[25],但掺杂铈离子的晶体未观察到此峰,将晶体粉末的X 射线激发发射光谱进行高斯拟合获得两个拟合峰,分别位于365和389nm㊂这两个发射峰同样也是源于Ce 3+中从5d 1能级的最低子能级到4f 1的基态呈现5d 1ң2F 5/2和5d 1ң2F 7/2两种跃迁㊂晶体的X 射线激发发射峰与光致发光发射峰的中心波长基本是一致的㊂图8㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的X 射线激发发射光谱Fig.8㊀X-ray stimulated luminescence spectra of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal764㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷2.3.3㊀多道能谱测试利用透明度好且厚度为4mm 的晶体,在137Cs 源伽马射线的激发下,采用γ射线脉冲高度多道分析设备测得Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的脉冲高度谱,如图9所示㊂根据公式R =ΔE /E ,其中ΔE 为半峰全宽(full width at half maximum,FWHM),E 为全能峰的峰位值,计算得出Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体的能量分辨率为11%㊂分析认为晶体的能量分辨率不高,可能是由晶体质量不高㊁内部结构不均等因素造成的㊂2.3.4㊀晶体吸湿性分析图10为Cs 2BaBr 4和LaBr 3晶体吸湿性对比图㊂从图中可以看出,LaBr 3粉末随着时间的推移吸收水的能力几乎呈陡峭的线性增长,而Cs 2BaBr 4粉末的质量变化基本不变,可见Cs 2BaBr 4粉末的吸湿性远低于LaBr 3粉末,意味着它在空气气氛中具有较好稳定性,与其他易潮解的稀土卤化物相比更适合实际应用㊂图9㊀Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3晶体多道能谱Fig.9㊀Multichannel energy spectrum of Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+crystal 图10㊀Cs 2BaBr 4和LaBr 3晶体吸湿性对比图Fig.10㊀Hygroscopic nature of Cs 2BaBr 4and LaBr 3crystals 3㊀结㊀㊀论本文采用坩埚下降法成功地生长了尺寸为ϕ20mm ˑ60mm 的Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体,较已报道的Cs 2BaBr 4晶体的尺寸大㊂晶体的光学透过率在350~800nm 达到80%,吸收边位于305nm,表明晶体有良好的透过性㊂350nm 波长监测下,有268和319nm 两个激发峰,270nm 激发波长下,有349和372nm 发射峰㊂X 射线激发发射光谱中,有365和389nm 两个拟合峰,与光致发光光谱基本一致,衰减时间为21.90ns㊂137Cs 源伽马射线的激发下,能量分辨率为11%,晶体的吸湿性比溴化镧晶体有大幅改善㊂由此可判断Cs 2BaBr 4ʒ1%Ce 3+晶体是一种具有应用前景的新型闪烁材料㊂参考文献[1]㊀HALL J M,ASZTALOS S,BILTOFT P,et al.The nuclear car wash:neutron interrogation of cargo containers to detect hidden SNM [J].Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B:Beam Interactions with Materials and Atoms,2007,261(1/2):337-340.[2]㊀VAN EIJK C W E.Inorganic scintillators in medical imaging[J].Physics in Medicine and Biology,2002,47(8):R85-R106.[3]㊀ITOH T,YANAGIDA T,KOKUBUN M,et al.A 1-dimensional-ray position sensor based on GSOʒCe scintillators coupled to a Si strip 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用于正电子发射断层成像的闪烁晶体解析
第35卷第5期2001年9月原子能科学技术AtomicEnergyScienceandTechnologyVol.35,No.5Sep.2001文章编号:100026931(2001)0520476205用于正电子发射断层成像的闪烁晶体刘华锋,叶华俊,鲍超(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要:正电子发射断层成像要求闪烁晶体材料具有高光输出、,廉。
关键词:闪烁晶体;探测器;中图分类号:TL81619:A(EmissionTomography,PET)技术是利用探测某种同位素γ射线,得到生物体内的这种,。
由于构成生命的基本元素C、O、N等均有发射正电子的同位素,因此,PET在理论上可对生命体的许多部位的生理功能进行成像。
可见,PET是生命科学研究、医疗诊断颇有特色的工具。
PET系统由探测器、数据采集系统、图像重建和图像处理三部分组成。
PET探测器设计应满足以下要求[1,2]:(1)高灵敏度,对511keVγ射线对的探测效率高;(2)高空间分辨率,更精确地确定湮灭位置;(3)良好的时间分辨率,消除随机符合事件;(4)良好的能量分辨率,消除康普顿散射的影响;(5)价格低廉;(6)死时间短;(7)稳定性好。
PET探测器一般是由闪烁晶体与光电倍增管(位置灵敏型光电倍增管或半导体器件)耦合而成。
因此,闪烁晶体的材料特性、体积、形状等对检测器的性能影响很大。
1闪烁晶体材料概述常用PET探测器结构示于图1。
第1代PET探测器使用NaI(Tl)晶体[3]。
NaI晶体探测效率低、易潮解,需封装使用。
PET系统现多采用BGO晶体[4]。
80年代早期曾使用过CsF晶体,该晶体响应速度快,能分辨湮灭光子对的飞行时间差,正电子湮灭发生区域可精确定位,使空间分辨率和信噪比大为提高。
但CsF晶体的探测效率低,而BGO晶体的光输出低、衰减时间长。
为获得更高空间和时间分辨率的探测器,使用新闪烁晶体是最有效的方法之一。
NaI(Tl)闪烁晶体基本知识
附录一NaI(Tl)闪烁晶体闪烁体按其化学性质可分为两类：一类是无机晶体闪烁体，通常是含有少量杂质(称为激活剂)的无机盐晶体，如碘化钠(铊激活)单晶体、即NaI(Tl)，碘化铯(铊激活)单晶体、即CsI(Tl)，硫化锌(银激活)、即ZnS(Ag)等；另一类是有机闪烁体，它们都是苯环碳氢化合物。
闪烁体的发光机制比较复杂，在此对无机晶体闪烁体的发光机制作一些简要的定性介绍。
无机晶体闪烁体属离子型晶体，原子(离子)之间结合得比较紧密相互之间影响比较大，晶格中原子电子能级加宽成为一系列连续的能带。
其中最低能量状态已为电子所填满，故称为满带；价电子都处于稍高的能量状态，这种能带称为“价带”。
若价带未填满，则在外电场作用下将有净电流产生；若价带已填满，则必须有电子被激发到更高的能带——导带上去，才能产生电流，此时价带上有一空穴，导带上有一电子，即产生了一个自由电子——空穴对。
价带与导带之间的空隙中不存在电子能级，称为禁带；禁带有一宽度E g，它和晶体的导电性质密切相关，导体在0.1eV左右，半导体在0.63—2.5eV之间，无机闪烁体为绝缘透明物质，E g>3eV，NaI为7.0eV。
也存在另一种情况：在闪烁晶体中产生的电子——空穴对仍束缚着，称为“激子”，它们在晶格中一起运动，在外电场中无净电流产生，其能带在导带之下，称为“激带”。
自由的导带电子和价带空穴可以复合成激子，激子也可以吸收热运动能量变成自由电子——空穴对。
当核辐射进入闪烁体时，既可产生自由电子——空穴对，也可以产生激子。
而后电子从导带或激带跃迁到价带，退激过程中放出光子；也存在着竞争过程——非辐射跃迁，即通过放热(晶格振动)退激。
有一点需要指出，纯的NaI晶体不是有效的闪烁体。
一是因为相应禁带宽度的光子能量在紫外光范围，不是可见光；二是退激发出的光子尚未逸出晶体就会被晶体自身吸收。
为了解决这一问题，在纯晶体中掺入少量杂质原子(如Tl)，称为“激活剂”，它们成为发光中心，形成一套激发能级，能量比导带低，而基态却比价带高，这样跃迁产生的光子能量就比禁带宽度E g小，那么它就不可能再使价带上的电子激发到导带上去，从而避免自吸收。
各类闪烁晶体性能对比
常见无机闪烁晶体性能闪烁晶体相对光输出(%)衰减时间(ns)发光波长(nm)折射率@λmax密度(g/cm3)潮解性硬度余辉熔点（℃）NaI(Tl) 碘化钠100 250 415 1.85 3.67 强 20.3-0.5%@6ms651CsI(Tl) 掺铊碘化铯47 1000 550 1.79 4.53 轻微 20.5-5%@6ms621CsI(Na) 掺钠碘化铯85 630 420 1.84 4.51 有 20.5-5%@6ms621纯CsI 纯碘化铯4-6 16000 315 1.95 4.51 轻微 20.5-5%@6ms621BGO 锗酸铋20 300 480 2.3 7.13 无 50.005%@3ms1050L YSO 硅酸钇镥75 41 420 1.81 7.1 无 5.8<0.1%@6ms2050 辐射探测设备及核医学设备常用闪烁晶体如上表所示，主要有CsI系列，NaI（Tl），BGO以及LYSO闪烁晶体。
NaI(Tl)有很高的发光效率，并且在发光波段没有明显的自吸收，对Χ射线和γ射线均有良好的分辨能力。
在所有的闪烁晶体材料中，它是应用最广泛的一种，可用于核医学、石油地质勘探、高能物理、环境监测等领域。
NaI（Tl）晶体的最大的优势在于其相对光输出较高，制成的探头成像较为清晰。
且热稳定性较好，温度适应性较强，相对于CsI和BGO晶体，NaI(Tl)在高温时具有更高的发光强度，这使其在环境温度较高的场合有更强的适应性，例如油井或空间探测。
NaI(Tl)晶体易受辐射损伤，若长时间暴露在高强度的辐照下则会降低其闪烁性能，一般在射线强度高于102rad（rad：拉德，辐射剂量单位）时就会观察到辐射损伤。
所以晶体不要暴露在来自荧光灯或太阳光的紫外线辐照下。
其具有较强的潮解性。
CsI系列闪烁晶体潮解性略优于NaI（Tl）晶体。
CsI(Tl)晶体的光输出可达NaI(Tl)晶体的85%，发光主峰位在550nm，能与硅光电二极管很好地匹配，从而使读出系统大为简化。
闪烁晶体性能测试方法及应用研究
闪烁晶体性能测试⽅法及应⽤研究闪烁晶体性能测试⽅法及应⽤研究闪烁晶体⾃问世以来，在⾼能物理、核物理、核医学成像、⽯油测井、地质勘探以及⼯业⽆损检查等领域取得⼴泛应⽤。
为了对⼤型核医学成像设备及核探测仪器中晶体的选⽤提供参考，本⽂研究闪烁晶体的发光衰减时间、光输出强度、能量分辨率和余辉等闪烁特性，并通过原理框图、实验仪器与操作、数据处理以及误差分析详细叙述闪烁晶体的性能测试技术。
基于测试技术测试了锗酸铋BGO、掺铊碘化铯CsI(Tl)、掺铯溴化镧LaBr3: Ce以及硅酸钇镥L YSO四种闪烁晶体的性能，并结合物理特性分析它们在各领域应⽤的优劣势；同时针对⽅形LYSO晶体样品，研究三种不同尺⼨晶体性能的差异。
最后，对性能测试实验中晶体的不同放置⽅式以及对晶体加热来缩短余辉时间展开研究。
关键词：闪烁晶体，测试技术，探测器，光电倍增管第⼀章引⾔本章是全⽂的引⾔部分，主要介绍论⽂的研究背景及意义，简要分析国内外关于闪烁晶体材料和晶体性能测试的研究现状，进⽽提出本论⽂的研究内容，并对论⽂结构安排进⾏说明。
1.1 研究背景及意义闪烁晶体材料因其丰富的特性、优良的性能成为材料科学领域内的⼀⼤研究热点。
相⽐于液体、塑料⾼分⼦以及荧光粉等闪烁材料，⽆机闪烁晶体具有体积⼩、密度⾼、物理特性和闪烁性能优良等显著特点，在核医学、核物理、⼯业CT 以及安全稽查领域取得了⼴泛的发展。
因为不同领域对闪烁晶体材料特性的需求各异，所以对闪烁晶体性能的测试⼯作⽆论在科学研究还是⼯业应⽤中都显得尤为重要。
⽬前，在⾼端核医学领域发展迅猛的正电⼦发射断层扫描技术（Positron Emission Tomography，PET）进⼀步推动了⽆机闪烁晶体的发展，从最初应⽤到PET中的碘化钠NaI(Tl)晶体，到锗酸铋Bi4Ge3O12（BGO）晶体，再到如今性能更加优良的硅酸钇镥Lu2(1-x)Y2xSiO5（LYSO）晶体，新型闪烁晶体在⾏业进步的推动下不断涌现。
各类闪烁晶体性能对比精选文档
各类闪烁晶体性能对比精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-常见无机闪烁晶体性能闪烁晶体相对光输出(%)衰减时间(ns)发光波长(nm)折射率@λmax密度(g/cm3)潮解性硬度余辉熔点（℃）NaI(Tl)碘化钠100 250 415 强 2掺铊碘化铯47 1000 550 轻微 2 %@6ms 621CsI(Na) 掺钠碘化铯85 630 420 有 2%@6ms 621纯CsI 纯碘化铯4-6 16000 315 轻微 2%@6ms 621BGO锗酸铋20 300 480 无 5 %@3ms 1050LYSO 硅酸钇镥75 41 420 无<%@6ms2050 辐射探测设备及核医学设备常用闪烁晶体如上表所示，主要有CsI系列，NaI（Tl），BGO以及LYSO闪烁晶体。
NaI(Tl)有很高的发光效率，并且在发光波段没有明显的自吸收，对Χ射线和γ射线均有良好的分辨能力。
在所有的闪烁晶体材料中，它是应用最广泛的一种，可用于核医学、石油地质勘探、高能物理、环境监测等领域。
NaI（Tl）晶体的最大的优势在于其相对光输出较高，制成的探头成像较为清晰。
且热稳定性较好，温度适应性较强，相对于CsI和BGO晶体，NaI(Tl)在高温时具有更高的发光强度，这使其在环境温度较高的场合有更强的适应性，例如油井或空间探测。
NaI(Tl)晶体易受辐射损伤，若长时间暴露在高强度的辐照下则会降低其闪烁性能，一般在射线强度高于102rad（rad：拉德，辐射剂量单位）时就会观察到辐射损伤。
所以晶体不要暴露在来自荧光灯或太阳光的紫外线辐照下。
其具有较强的潮解性。
CsI系列闪烁晶体潮解性略优于NaI（Tl）晶体。
CsI(Tl)晶体的光输出可达NaI(Tl)晶体的85%，发光主峰位在550nm，能与硅光电二极管很好地匹配，从而使读出系统大为简化。
它的衰减时间与入射粒子的电离本领有关，特别适宜于在强γ本底下探测重带电粒子。
NaI(Tl)闪烁晶体原理资料讲解
N a I(T l)闪烁晶体原理附录一 NaI(Tl)闪烁晶体闪烁体按其化学性质可分为两类：一类是无机晶体闪烁体，通常是含有少量杂质(称为激活剂)的无机盐晶体，如碘化钠(铊激活)单晶体、即NaI(Tl)，碘化铯(铊激活)单晶体、即CsI(Tl)，硫化锌(银激活)、即ZnS(Ag)等；另一类是有机闪烁体，它们都是苯环碳氢化合物。
闪烁体的发光机制比较复杂，在此对无机晶体闪烁体的发光机制作一些简要的定性介绍。
无机晶体闪烁体属离子型晶体，原子(离子)之间结合得比较紧密相互之间影响比较大，晶格中原子电子能级加宽成为一系列连续的能带。
其中最低能量状态已为电子所填满，故称为满带；价电子都处于稍高的能量状态，这种能带称为“价带”。
若价带未填满，则在外电场作用下将有净电流产生；若价带已填满，则必须有电子被激发到更高的能带——导带上去，才能产生电流，此时价带上有一空穴，导带上有一电子，即产生了一个自由电子——空穴对。
价带与导带之间的空隙中不存在电子能级，称为禁带；禁带有一宽度E g，它和晶体的导电性质密切相关，导体在0.1eV左右，半导体在0.63—2.5eV之间，无机闪烁体为绝缘透明物质，E g>3eV，NaI为7.0eV。
也存在另一种情况：在闪烁晶体中产生的电子——空穴对仍束缚着，称为“激子”，它们在晶格中一起运动，在外电场中无净电流产生，其能带在导带之下，称为“激带”。
自由的导带电子和价带空穴可以复合成激子，激子也可以吸收热运动能量变成自由电子——空穴对。
当核辐射进入闪烁体时，既可产生自由电子——空穴对，也可以产生激子。
而后电子从导带或激带跃迁到价带，退激过程中放出光子；也存在着竞争过程——非辐射跃迁，即通过放热(晶格振动)退激。
有一点需要指出，纯的NaI晶体不是有效的闪烁体。
一是因为相应禁带宽度的光子能量在紫外光范围，不是可见光；二是退激发出的光子尚未逸出晶体就会被晶体自身吸收。
为了解决这一问题，在纯晶体中掺入少量杂质原子(如Tl)，称为“激活剂”，它们成为发光中心，形成一套激发能级，能量比导带低，而基态却比价带高，这样跃迁产生的光子能量就比禁带宽度E g小，那么它就不可能再使价带上的电子激发到导带上去，从而避免自吸收。
工业X-CT用闪烁晶体性能的MCNP
东华理工大学毕业设计(论文) 摘要摘要工业X-CT虽在原理上与医学X-CT相类似，但在系统结构设计和对X射线探测及扫描方式等方面二者却存在极大的差异，其系统结构设计将因被检测对象的不同而进行个性化的设计，因而对闪烁晶体的尺寸难于做到统一的标准尺寸，且晶体中还掺入了对人体有剧毒的杂质Tl和Cd等元素，这样对系统结构设计及人为操作方面带来困难。
基此，针对工业X-CT系统中如何实现对X射线的高效探测问题，本论文采用蒙特卡罗方法，模拟研究了CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4 闪烁晶体与X射线作用后，其在能量分布、全能峰效率及闪烁体转换效率方面的性能。
研究结果发现，CsI（Tl）闪烁晶体在全能峰效率，闪烁体转换效率，光特性及易于加工等方面，综合性能最优，它可以作为工业X-CT系统中对X射线高效探测的理想选择，当CsI(T1)晶体长度为1.5cm时，X射线能量为220keV时，探测器的全能峰效率高达62.3%，转换效率高达74.3%。
这一结果可以给X-CT系统结构设计及操作方面带来重大参考价值。
关键词：工业X-CT；闪烁晶体；MCNPABSTRACTIndustrial X-CT is similar with the medical X-CT in principle, but there are great differences between system architecture design and X-ray detection and scanning,besides,the system design will be designed personalizely due to different detected object, and thus the size of s cintillation crystals can’t achieve a uniform standard , and the crystal mixed with impurities such as Tl and Cd elements are also highly toxic to humans.Thus,it brings difficult to system architecture design and man-caused operational. Based on this, this paper takes Monte Carlo method for how to achieve efficient detection of X-ray problem in industrial X-CT system,and simulate energy distribution, the peak efficiency all-round performance of CsI (Tl), NaI (T1), CdWO4scintillation crysta after they acted with the role of X-ray.The results showed that, CsI (T1) scintillation crystal has optical properties in the all-round peak efficiency, scintillator conversion efficiency, and easy processing, etc. It can be used as ideal for X-ray high efficiency probe in industrial X-CT system. when the crystal length is1.5cm,and X-ray energy 220keV, the detector efficiency reached as high as 62.3% and all-round peak conversion efficiency as high as 74.3%. This result can bring great reference value of X-CT system design and operation of significant aspects.Key words: Industrial X-CT; scintillation crystal; MCNP目录绪论 (1)1 工业X-CT (2)1.1 射线与物质的相互作用 (2)1.1.1 光电效应 (2)1.1.2 康普顿效应 (3)1.1.3 电子对效应 (3)1.2 工业X-CT的结构和原理 (3)1.2.1工业X-CT基本原理 (4)1.2.2工业X-CT的结构工作原理 (5)1.3工业X-CT的新发展 (6)2 闪烁晶体的性能 (7)2.1 闪烁晶体的种类 (7)2.2 闪烁晶体的物理特性 (7)2.2.1 物理性能 (8)2.2.2 全能峰效率 (8)2.2.3 转换效率 (8)3 蒙特卡罗方法与MCNP程序 (9)3.1 蒙特卡罗方法模拟原理 (9)3.2 蒙特卡罗方法的解题步骤 (10)3.3 基于蒙特卡罗方法的MCNP程序 (11)3.3.1 MCNP程序的发展 (11)3.3.2 MCNP程序的特点 (12)3.3.3 MCNP的应用状况 (13)4 MCNP模型的建立与程序模拟 (15)4.1 MCNP模拟的空间布置 (15)4.2闪烁晶体性能MCNP模拟 (16)4.2.1能量分布的MCNP模拟 (16)4.2.2全能峰效率的MCNP模拟 (16)4.2.3闪烁体转换效率的MCNP模拟 (19)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录1 (25)附录2 (26)附录3 (27)绪论工业X-CT（X-ray Computed Tomography）是工业计算机析成像技术的简称，它是一种先进的无损检测手段，可广泛用于航空、航天、军事、冶金、机械、石油、电力、地质等领域内的无损检测与无损评价。
山东科技选修高二化学3-璀璨夺目的闪烁晶体
璀璨夺目的闪烁晶体一、什么是闪烁晶体？提及闪烁晶体，同学们肯定会觉得陌生，但是说到X光透视，同学们就非常熟悉了。
X光是指高速度运动的电子流轰击某些固体物质时，被轰物体能发出一种电磁波。
X光的穿透本领是很强，就是几厘米厚的钢板，都畅通无阻。
因此X光广泛用于医疗诊断、工业探伤和物质分析等领域，但人们看不见从X光管发射出的X光，这样就需要借助一种材料——闪烁材料，这种材料在X光照射下可以激发出荧光，医生借助含有闪烁材料的荧光屏就可以看到人体X光透视的情况。
给闪烁晶体下个定义的话，可以这样说，闪烁晶体是指在放射线（或原子核粒子）作用下能够发生闪光现象的晶体材料。
二、闪烁材料是如何制备的？通过人工方法培育，是获得闪烁晶体材料的主要途径，这种人工培育的闪烁材料种类繁多，但从它们的化学成分来看，主要有氧化物、卤化物(包括碘化物、氟化物)等。
1．引上法。
这种方法是将粉末状原料称量、混合均匀，然后放入坩埚中，把坩锅放在电炉上加热，至原料呈熔融状态时再在熔融体中引入一个籽晶，随之将该籽晶缓慢地往上提拉，在提拉的过程中晶体就会在籽晶上逐渐地长。
2．生长法（也叫“下降法”）。
该方法是在坩埚的上部装入原料，坩埚底部放入一个籽晶，然后将坩埚放在电炉的高温区，让原料以及籽晶的顶部熔化，然后开始徐徐下降坩埚，由于炉子下部的温度较低，这时晶体就会从籽晶顶部逐渐向上生长。
若在空气中，卤化物晶体的生长过程中，空气中的氧气和水分会对晶体的性能会产生严重的影响，因此晶体生长必须在真空条件下操作。
通过上述方法制备的闪烁晶体还要经过切割、研磨、抛光等加工以后才能使用。
三、闪烁晶体有哪些用途？闪烁晶体由于具有能探测射线的本领，而广泛应用于高能物理、核物理、放射医学、地质勘探、防爆检测等领域，成为人工晶体家族中的新宠儿。
另外，在交通运输中货物查验、行李检测，在地质方面的石油、矿务的勘探等方面起着举足轻重的作用，越来越受到人们的重视。
常用光学晶体
尺寸Diameter up to 60mm; 包裹体None visible直径公差±0.1mm定向精度 2 arc minutes角度公差10 arc minutesS/D 20/10 to MIL-O-13830A 平行度20 arc seconds面形λ/8 @ 632.8nmCaF2晶体（氟化钙）简介：包裹体不可见直径公差±0.1mm定向精度2分角度公差10 arc minutesS/D 20/10 to MIL-O-13830A平行度20 arc seconds面形λ/8 @ 632.8nmMgF2晶体(氟化镁)简介：氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。
辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。
氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。
氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性：1、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率.2、抗撞击和热波动以及辐照3、良好的化学稳定性.4、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中5、四方双折射晶体性能，可用于光通讯.烁光公司是中国最大的氟化镁生产商，我们的大尺寸氟化镁单晶在深紫外波段有很高的透过率，特别适合做深紫外、准分子激光窗口。
我们采用坩埚下降法延光轴方向生长各种直径规格的的单晶体，最大直径160mm，标准品的直径是100mm。
烁光公司的MgF2晶体具有高透过率的特性，不同波长的透过率为：50% @ 120nm， 60% @ 140nm， 90% @ 200nm， 93% @ 300-5000nm。
公司能提供UV级的毛坯，窗口、棱镜、柱面镜、透镜、锲角片等，也可以依据客户和设计图的要求加工。
以下是我们标准产品的详细参数UV 毛坯材料：DUV grade MgF2尺寸：35 x 35 x 60mm；公差 +0.5切向：35 x 35面垂直于c-axis；公差 +/- max. 20倒边r：0.2 +/- 0.1mm x 450UV 窗口UV窗口是公司生产最大量的产品，我们能够提供深紫外的窗口，在121.6nm处的透过率能达到65%，这使得氟化镁可以应用在准分子与Nd:YAG激光器上。
核与粒子物理实验方法4scinti
➢ 如果杂质能级是亚稳态，电子在上面可以停留较长时间，该能级就如同陷阱一样。处于 其中的电子可以在热运动中再跳到导带中，然后跳回满带并发射光子。这种情况下，发 光时间较长，达s或更长，是闪烁光中的慢成分，常叫“磷光”。有些晶体，陷阱中的 电子，靠自己的热运动还跳不回导带，需要外界加热(热释光)或光照射(光释光)。
BICRON无机闪烁体
Light output (%) Scintillator of NaI(Tl)
NaI(Tl) CsI(Tl) CsI(Na) CsI(pure) BGO BaF2(f) BaF2(s) CaF2(Eu) CdWO4 ZnS(Ag) YAlO3:Ce
100 45 85 4-6 20 3 16 50 30-50 130 18
有机闪烁材料中各种材料吸收和发射光谱示意图。
• 惰性气体（液体）闪烁体的发光机制
惰性气体或液体也是一种闪烁材料。这种材料的发光机制又不同于上述两种。下 图简要描述了这种发光机制。
入射粒子通过激发或电离气体原子损失能量。被激发的原子与临近原子形成激发 分子态，该分子态退激发后变成两个原子时发射紫外光。被电离的原子则与临近原子 形成电离分子态，该分子态捕获一个自由电子后又形成激发分子态，该分子态退激发 后变成两个原子时发射紫外光。
4.4.3 闪烁光的读出
闪烁体发射的闪烁光的读出包括两个方面： 1）几何匹配：闪烁体读出端与光子探测器间几何尺寸的匹配； 2）光谱匹配：闪烁体发射的闪烁光的波长分布与光子探测器光电转换效率随波长 分布的匹配。