河北CeYAG晶体批量定制

时间:2021年09月24日 来源:

1.1.1.1Ce:YAG晶体存在的主要问题除了熔点温度高(1970oC)外,Ce:YAG晶体中存在的主要缺点是Ce离子在晶体中的分布不均匀,主要是由于Ce3+(0.118nm)和Y3+(0.106nm)离子的半径相差较大,其分凝系数较小(~0.1)造成的。发光中心分布在晶体中分布不均匀将会导致探测元件闪烁性能的差异,在一定程度上降低了闪烁探测器的整机性能。研究表明[101],Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。下列图表分别表示了Ce:YAG闪烁晶体的光输出和衰减常数(快成分与慢成分)随Ce离子的浓度的变化关系。从表1-12中可以看出随着浓度的增加(0.012%-0.21%),Ce:YAG晶体的光输出增大(1000-1420phe/Mev),当浓度继续增加到1.08%时,其光输出又减小为1270phe/Mev。(表中所列光输出是通过比较661.6Kev能量γ射线(137Cs)全能峰的位置与单光电子峰位置获得的,采用XP2020Q光电倍增管记录[101])。CeYAG晶体可以用在LED照明上吗?河北CeYAG晶体批量定制

Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体具有良好的物化性能,是无机闪烁晶体中较有优势的晶体,在中低能量粒子射线探测方面有很大的应用潜景。随着应用需求的变化,对闪烁晶体尺寸的要求也在不断增加,生长大尺寸的闪烁晶体变得日益重要。同时国内目前生长的Ce:YAP 晶体长期存在自吸收问题,导致光产额一直无法有效提高。因此解决自吸收问题,生长大尺寸的Ce:YAP 晶体对闪烁材料的研究和应用具有重要意义。由于温梯法在生长大尺寸晶体上存在优势,由温梯法生长大尺寸Ce:YAG晶体,并通过改进后期退火工艺,有望获得大尺寸高性能的Ce:YAG晶体。定制CeYAG晶体生产厂家CeYAG与CeYAP的区别是什么?

为了了解温梯法生长的Ce: YAG 晶体样品的光学性能,及黑色污染物所产生的影响,我们选择了直径 95mm,厚度为 2mm 和 5mm 的样品,分别从样品的中心到边缘等间距测量了 3 个点的透过率。从 Ce: YAG 晶体的透过谱(图5-4)X  可知,厚度为 5mm 的样品中心部分存在明显吸收,说明碳污染对晶体的透过性能影响严重,边缘部分由于退火效果较好,透过曲线与 2mm 样品比较接近。5mm 厚度样品不同部位的变化也说明合适的退火对提高温梯法生长 Ce: YAG 晶体具有重要作用。2mm 厚度Ce: YAG 样品在 200-600nm 范围内存在 3 个明显的吸收峰,峰值波长分别为 226nm,340nm 以及 460nm,这些吸收峰均对应于 CeP3+ 离子从 4f 基态 2FB5/2 到 5d 激发态的子能级之间的跃迁[118]。另外样品中退火不充分的部位在 370 nm 存在一吸收峰,而退火充分的部位则完全消失。

我们采用温梯法生长了Ce:YAG 晶体,原料采用高纯 Y2O3 (5N), CeO2 (5N) 和 Al2O3 (5N) 粉末,按照化学式 (Y0.997Ce0.003)3Al5O12 配料。生长方向 <111>,高纯 Ar 气氛,具体生长方法见第二章所述。如图 5-1,生长的晶体尺寸为Φ110×80mm,呈黄黑色,主要是由发热体质量欠佳造成的碳挥发物引起的。晶体*在放肩部位有两处小裂纹,外形绝大部分保持完整。生长出来的晶体经过高温空气退火 24 小时后,黑色基本消失。图 5-2 为晶体切片样品,样品经空气退火后加工,从图可见在晶体的中心位置仍有少量黑色物质,中心部分的碳污染无法消除说明退火不充分,经再次空气退火可完全消除。由应力仪下观察的结果(图 5-3)来看,晶体中无明显应力,也没有因小面生长现象而产生的**,说明晶体生长过程中固液界面较平。Ce:YAG晶体作为闪烁材料引起人们的注意则是在1992年[81]。

众所周知,钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶体是优良的激光基质材料以及光学衬底材料,例如,Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体已经广泛应用于工业、**医疗、以及科研等领域。特别是近二十年来,随着LD泵浦固体激光器的迅猛发展,国际上对Yb:YAG激光晶体又掀起研究高潮,出现了大量的文献报道[94][95]。早期为了发展可调谐激光晶体,人们研究了Ce:YAG晶体的光学特性,由于存在严重的激发态吸收,使得Ce:YAG的研究停滞不前[96][97]。尽管1967年,Blasse已经发现Ce:YAG荧光粉[98]具有优良的闪烁性能,但是对其单晶的研究并没有受到足够的重视。一直到1992年[99],Ce:YAG晶体才被提出用作闪烁材料而引起人们的兴趣。接着,Moszynski[100]和Ludziejewski[101]等人分别于1994年和1997年对Ce:YAG晶体的闪烁性能进行了较为系统的研究,并指出Ce:YAG晶体具有优良的闪烁性能。Ce:YAG具有快衰减以及在550nm发射荧光,使得它可以应用于中低能量γ射线α粒子的探测等领域[102]。目前,Ce:YAG高温闪烁晶体业已商品化,主要用于扫描电镜(SEM)的显示部件,其生长方法主要为提拉法。

另外,近年来, Ce:YAG单晶薄膜荧光屏[103],以及Ce:YAG陶瓷[104][105]等闪烁体由于有其独特的优势也备受人们的关注。 Cz-Ce:YAG的主要缺陷是什么?山东110方向CeYAG晶体

CeYAG晶体具体有什么作用的?河北CeYAG晶体批量定制

在Ce:YAG晶体中,Ce3+离子取代具有D2对称性的Y3+格位,受晶场的作用, 具有4f1电子组态的Ce3+离子的基态劈裂为2F5/2和2F7/2双重态,其5d能态被劈裂为5个子能级,比较低5d子能级距基态约为22 000波数。自由Ce3+离子以及在YAG晶场作用下其能级结构如图1-9所示[97]。

在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于f-d跃迁,具有宽带快衰减等特征。在大于YAG晶体吸收边(约200nm)在可见光范围可以观察到峰值波长为223nm,340nm,372nm及460nm四个特征吸收峰,分别对应Ce3+离子的4f到5d子能级的跃迁。在室温下,其荧光光谱是一个从500nm到700nm范围的宽带谱,峰值约为525nm,对应比较低5d子能级到2F5/2基态能级[96]。如果高能射线入射时,其荧光光谱发生红移,其发光波长为550nm,与硅光二极管能很好地耦合 河北CeYAG晶体批量定制

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