隨著核物理和高能物理的發(fā)展,出現(xiàn)了一個(gè)必須解決的問(wèn)題,那就是粒子質(zhì)量的起源。為了理解這個(gè)問(wèn)題,世界上正在建造能量不斷增加的大型對(duì)撞機(jī)和加速器。這些裝置上用來(lái)測(cè)量各種質(zhì)子、電子、Uons、介子等粒子能量的探針?lè)Q為電磁量熱儀,閃爍晶體是構(gòu)建電磁量熱儀的中心材料。例如,美國(guó)斯坦福線性加速中心(SLAC)、日本高能研究所(KEK)使用CsI(Tl)晶體進(jìn)行Babar和BELLE實(shí)驗(yàn)、歐洲核中心(CERN)使用PbWO4晶體進(jìn)行CMS實(shí)驗(yàn)等。表1-3列出了近年來(lái)世界上重要高能物理實(shí)驗(yàn)中使用的無(wú)機(jī)閃爍晶體[27][28]。表1-3近年來(lái)設(shè)計(jì)的晶體量熱儀中使用的無(wú)機(jī)閃爍晶體。無(wú)機(jī)閃爍晶體(Ce:YAG)的閃爍機(jī)理之電子空穴對(duì)的產(chǎn)生。江蘇新型CeYAG晶體
和小編來(lái)看看什是CeYAG晶體?基于CeYAG晶體的摻Ce光纖拉制技術(shù),基于管棒法(Rod-in-Tube)技術(shù),以CeYAG晶體作為芯棒,純石英玻璃管作為套管,利用石墨爐,拉絲塔拉制了摻鈰(Ce)光纖.通過(guò)X射線能譜(EDX)分析拉制而成的光纖,得到光纖的纖芯變?yōu)椴AР牧?,而不顯然,像BGO這樣的閃爍晶體有很大的局限性。近期,美國(guó)的某公司使用新的閃爍晶體Ce:LSO [29]制作了一個(gè)具有高空間和時(shí)間分辨率(2毫米、30分鐘和4毫米、10分鐘)的PET原型。Ce:YAG具有快衰減以及在550nm發(fā)射熒光,使得它可以應(yīng)用于中低能量γ射線α粒子的探測(cè)等領(lǐng)域!浙江專業(yè)CeYAG晶體供應(yīng)當(dāng)光線與閃爍晶體相互作用時(shí),晶體中電子空穴對(duì)Neh的數(shù)量直接影響晶體的光輸出。
高光輸出快速衰減閃爍晶體的基本理論,閃爍效率和光輸出,無(wú)機(jī)閃爍晶體的光輸出(LR)直接由閃爍晶體的閃爍效率()決定。因此,研究閃爍晶體的轉(zhuǎn)換效率在高光輸出閃爍晶體的研究中起著重要的作用。許多文獻(xiàn)[13]、[14]、[17]、[51]和[56]報(bào)道了閃爍材料閃爍效率的機(jī)理,并建立了許多理論模型。一般來(lái)說(shuō),根據(jù)閃爍體的閃爍機(jī)理(如1.1.1節(jié)所述),閃爍的總量子效率()可以表示為發(fā)光中心的能量轉(zhuǎn)換效率()、能量轉(zhuǎn)移效率(S)和熒光量子效率(Q)的乘積。
在Ce:YAG晶體中,Ce3離子以D2對(duì)稱性取代Y3位。在晶體場(chǎng)的作用下,4f1電子構(gòu)型的Ce3離子基態(tài)分裂為2F5/2和2F7/2雙態(tài),其5d能級(jí)分裂為5個(gè)子能級(jí),比較低5d子能級(jí)離基態(tài)約22 000波。在Ce:YAG閃爍晶體中,其吸收熒光光譜也屬于F-D躍遷,具有寬帶、衰減快的特點(diǎn)。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)可以觀察到4個(gè)特征吸收峰,峰值波長(zhǎng)分別為223nm、340nm、372nm和460nm,對(duì)應(yīng)于Ce3離子從4f到5d的亞能級(jí)躍遷。在室溫下,其熒光光譜為500納米至700納米的寬帶光譜,峰值約為525納米,對(duì)應(yīng)比較低5d子能級(jí)至2F5/2基態(tài)能級(jí)。如果高能射線入射,其熒光光譜向紅色移動(dòng),發(fā)射波長(zhǎng)為550納米,可以很好地與硅光二極管耦合。用CeYAG與硅光二極管耦合制成的閃爍探測(cè)器可應(yīng)用于低能射線、粒子等輕帶電粒子的探測(cè)等核物理實(shí)驗(yàn)。
CeYAG閃爍晶體還具有較好的光脈沖區(qū)分γ射線和α粒子的能力,能發(fā)射與硅光二極管有效耦合的550nm 熒光,以及具有YAG基質(zhì)優(yōu)良的物理化學(xué)等特征。因此,CeYAG與硅光二極管耦合做成的閃爍探測(cè)器可以應(yīng)用于帶電粒子探測(cè)等核物理的實(shí)驗(yàn)中。另外,CeYAG單晶片還可以用作掃描電子顯微鏡的顯示元件,在大規(guī)模集成電路的檢測(cè)方面有著重要的應(yīng)用。據(jù)報(bào)道現(xiàn)有人研究用CeYAG單晶代替CeYAG熒光粉作高亮白光LED熒光材料。希望以上的一些介紹能夠幫助到你。電子-空穴對(duì)的數(shù)量直接決定了無(wú)機(jī)閃爍晶體的光輸出。江蘇新型CeYAG晶體
無(wú)機(jī)閃爍晶體研究的真正前奏始于半個(gè)世紀(jì)前羅伯特霍夫斯塔德發(fā)現(xiàn)NaI(Tl)單晶的優(yōu)異閃爍性能。江蘇新型CeYAG晶體
電子-空穴對(duì)的數(shù)量直接決定了無(wú)機(jī)閃爍晶體的光輸出。假設(shè)產(chǎn)生一對(duì)電子-空穴對(duì)所需的平均能量為eh,光子的能量E全部被閃爍晶體吸收,那么無(wú)機(jī)閃爍晶體形成的電子-空穴對(duì)的數(shù)目Neh可以由下式表示Neh=Er/ξeh=Er/βEg 當(dāng)光線與閃爍晶體相互作用時(shí),晶體中電子空穴對(duì)Neh的數(shù)量直接影響晶體的光輸出。假設(shè)電子空穴對(duì)轉(zhuǎn)化為閃爍光子的效率為(與從電子空穴對(duì)到發(fā)光中心的能量轉(zhuǎn)移效率和發(fā)光中心的量子效率有關(guān)),可以得出:無(wú)機(jī)閃爍晶體的光輸出主要與晶體成分(,Eg)、電子空穴向發(fā)光中心的能量轉(zhuǎn)移效率和發(fā)光中心的量子效率()有關(guān)。江蘇新型CeYAG晶體
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