广西专业加工CeYAP晶体

时间:2021年05月14日 来源:

生长Ce: YAP 晶体时,我们主要通过适当改变转速和改变腔结构来调节温场。保温罩设计成不同高度的模块,生长时不同高度的保温罩可叠加组合,同时保温罩盖也设计成不同口径。由于部分晶体等径结束后采用快速提拉脱离液面,晶体底部保留了比较完整在固液界面状况。为了方便比较,可定义固液界面锥度为 tgθ,

1.初始情况,晶体固液界面的锥度  tgθ= 0.81

2.保温罩高度增加20%,晶体固液界面的锥度增加  tgθ= 0.96

3.保温罩盖直径减小20%,晶体固液界面的锥度减小  tgθ= 0.51

4.晶体转速增加20%,晶体固液界面的锥度略变小  tgθ= 0.78

结果说明,在本Ce: YAP 晶体生长时,保温罩盖口径对温场影响比较大,主要原因是口径增加使腔内气体与外界对流增大,带走大量热量,**终影响固液界面。同样增加保温罩高度也有类似效果,但由于气流受开口限制,带走的热量相对比较少。我们用10mW绿光激光器测试了不同条件下生长Ce: YAP 晶体的散射情况,发现固液界面的锥度为0.8左右时,晶体的散射光路**少。同时我们发现晶体下半部分的光学质量会略优于上半部分,主要是由于晶体在生长过程中不断旋转,有一个搅拌过程,使原料更加均匀;并且液面下降后,坩埚露出液面部分起了后热器的作用。 Ce:YAP晶体的生长装置图有吗?广西专业加工CeYAP晶体

上式中X 为传感器受到的重量,重量间隔为10克;Y 为3504欧路显示的过程值,R为相关系数,A为截距,B为斜率。测试结果表明新系统的相关系数为-0.99998,标准差为0.062(原系统为-0.99992,标准差为0.117), 具有很好的线性,确保了在晶体生长过程中控制系统能精确地得到晶体重量信息,从而有效控制晶体生长。


程序段的选择

由于晶体放肩阶段属强迫限制晶体直径增大的过程,晶体尺寸的变化率比较大,如果程序段过少,容易在晶体表面出现明显的分段现象,从而影响晶体的内部质量。在确保控制精度的前提下,为了效控制晶体外形尺寸,需要考虑增加晶体的生长程序。在生长大尺寸Ce: YAP晶体时我们使用300个程序段放肩(3504欧路控制器程序段共500段),而采用818欧陆控制器的放肩程序*为30段。

结果表明,增加程序段后,晶体放肩部分的外形控制得到明显改善 北京CeYAP晶体量大从优有Ce离子之间的能量转移过程介绍吗?

另一个类似于辐射长度的物理量叫做摩尔半径(RM):RMX0 (Z  1.2)/37.74(1.13)

小摩尔半径有利于减少其他粒子对能量测量的污染。吸收系数、辐射长度和摩尔半径与晶体密度直接或间接成反比。因此,寻找高密度闪烁晶体已成为未来闪烁晶体的一个重要研究方向。为了减小探测器的尺寸和成本,希望探测器越紧凑越好。因此,要求闪烁晶体在防止辐射方面尽可能强,表现为晶体的吸收系数大、辐射长度短、摩尔半径小。

晶体中e3的电子结构、能级结构和发光特性

表1-3给出了镧系元素的电子壳层结构和离子半径。从表中可以看出,Ce元素的电子结构为[Xe]4f15d16s2,所以Ce3的电子结构以[Xe]4f1为特征,Ce3的内部电子结构为惰性原子结构,0外层只有一个电子结构,所以Ce3在晶体中具有独特的能级结构和发光特性[10-12]:

(1)Ce3离子的一个电子在4f能级上L=3,在5d能级上L=2,它们的宇称不同,所以Ce3离子的5d-4f跃迁是允许的电偶极子跃迁。在这个允许的5d-4f跃迁中,电子在5d能级的寿命很短,一般在低5d能级的30~100ns,所以作为闪烁晶体的发光中心,它的衰变时间很短。


掺杂浓度为3at%的YAP:Mn晶体呈多晶形态,单晶生长未获成功,我们认为这与Mn4+在YAP晶体中分凝系数较小有关。Mn4+进入YAP晶格取代Al3+离子所必需的电荷补偿除一部分由Mn2+离子提供外,主要由YAP晶体中本身存在的大量Y3+离子空位(VY)提供。由于电荷补偿,离子半径与电负性的差异,YAP晶体中掺杂的Mn离子浓度不能过高。根据文献[27]Mn离子在YAP中的分凝系数约为0.1~0.12,分凝系数低说明Mn离子不易进入YAP晶格。M. A. Noginov等成功生长了YAP:Mn(2at%)晶体[184][185],这是目前为止报道的比较高Mn离子掺杂浓度的YAP晶体。YAP:Mn(3at.%)单晶生长失败可能是因为Mn离子浓度过高,熔融中大量Mn离子无法进入YAP晶格,导致单晶生长失败。不同离子掺杂对CeYAP晶体有哪些影响?

式中的Z表示闪烁体的有效原子序数。通常要求闪烁晶体对入射辐照具有大的吸收系数,例如对断层扫描技术来说,采用吸收系数大的材料制造探测器,不仅可使探测器尺寸紧凑,而且能改善其空间分辨率。空间分辨率对核物理和高能物理实验用的探测器特别重要。

有时候也采用质量吸收系数μm=μ/D(D**密度)来代替线性吸收系数μ。因为质量吸收系数和材料的晶体结构及相没有关系。

闪烁体的有效原子序数通常由下式进行计算:

Z =                                           (1.10)

上式(1.10)中的Wi为组成晶体的原子i的重量百分含量,Zi为组成晶体原子i的原子序数。

入射到晶体中的光子、电子(或正电子)在晶体中穿过一定距离后,其能量下降到原来的1/e,这个距离称为该晶体的辐射长度(通常用X0表示)。它表征着闪烁体对射线的截止本领。从上述定义可以得出:

X0=1/μ             CeYAG温梯法晶体生长的?湖北CeYAP晶体现货

Ce:YAP晶体生长原料需要哪些?广西专业加工CeYAP晶体

无机闪烁晶体的光输出主要与晶体的组成结构(β,Eg),电子空穴对到发光中心能量传递效率及发光中心的量子效率(α)有关。

NaI:Tl闪烁晶体具有比较大的光输出(约为48,000Ph/MeV)。将其它无机闪烁晶体的光输出与NaI:Tl晶体的光输出进行比较,所得的相对值(%NaI(Tl))称作“相对光输出”。通常采用相对光输出来表征无机闪烁晶体的光输出。

(3)密度,线性吸收系数,质量吸收系数,有效原子序数,辐射长度,Moliere半径[7-9]。

在高能伽马射线探测应用中,高密度的无机闪烁晶体经常被用到。因为晶体密度高可以减少探测器的尺寸。

当强度为J0的入射辐照通过厚度为x的材料时,出射辐照的强度J可近似地表示为:

 J=J0exp(-μx)                         (1.8)

其中μ为线性吸收系数。对于伽马射线而言,它们主要和固体中的电子相互作用,此时μ主要决定于固体中的电子密度ne和一个电子的吸收截面σe,所以线性吸收系数还可以表示如下:

μ= =                                            ( 广西专业加工CeYAP晶体

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