1 1.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 2.中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 绵阳 621050
3 3.桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室, 桂林 541004
随着我国核辐射技术的进步, 辐射探测在近些年也得到了高速发展, 并被广泛应用于辐射安全监测、放射性医学诊疗、X射线安监系统、工业无损探伤以及微观粒子轨迹探测等诸多领域。辐射光致发光(Radio- photoluminescence, RPL)是一种在电离辐射作用下, 材料内部产生新的发光中心, 并被紫外光激发进而发光的现象, 可作为一种新型辐射探测手段。RPL材料通常具有存储辐射信息、信息几乎不衰减、剂量线性响应好、均匀稳定的高辐射灵敏度、能量依赖性小和可重复读数等特点, 弥补了光释光(Optically stimulated luminescence, OSL)和热释光(Thermally stimulated luminescence, TSL)材料在存储稳定性和重复使用性等方面的不足。自RPL现象被报道以来, RPL材料层出不穷, 如传统的Ag掺杂磷酸盐玻璃、Al2O3:C,Mg和LiF, 再到新型的Cu离子掺杂体系、Sm离子掺杂体系以及无掺杂体系材料等。同时, RPL应用也被不断发掘, 目前它已成为辐射探测领域不可或缺的材料之一。基于此, 本文概述了RPL材料的最新进展, 重点梳理了传统和新型RPL材料的发光原理、性能特点及其应用, 特别对比了不同RPL材料在辐射探测性能方面的差异。最后, 本文对RPL材料的优势及其不足之处进行了归纳分析, 并对其发展趋势进行了展望。
辐射光致发光 辐射探测 剂量监测 Ag掺杂磷酸盐玻璃 X射线成像 radio-photoluminescence radiation detection dose detection Ag-doped phosphate glass X-ray imaging
1 上海大学 材料科学与工程学院， 上海 200444
2 桂林电子科技大学 材料科学与工程学院， 广西 桂林 541004
通过将玻璃粉体与发射波长为535~550 nm的黄绿色和660 nm的红色荧光粉混合制备出浆料，采用丝网印刷方法将其印刷在高热导蓝宝石片上，在较低烧结温度下成功制备出具有高显指白光的PiG荧光薄膜(Phosphors in glass flim，PiGF)，并系统地研究了玻璃/荧光粉比例及荧光粉配比对PiGF在色温(CCT)、显色指数(CRI)、发光效率(LE)等方面的影响规律。在12.5 W电功率的蓝光激光(455 nm)激发下，当荧光粉/玻璃质量比例为1∶4、535 nm/660 nm荧光粉质量比为9∶1时，可产生色温为5 500 K、显色指数达92的高显指白光PiGF。该结果表明PiGF在高显指、白光激光照明领域具有极大的应用价值。
荧光薄膜 激光照明 高显色指数 PiG荧光薄膜 fluorescent film laser-driven lighting high CRI phosphors in glass flim(PiGF)
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 嘉兴学院南湖学院, 浙江 嘉兴 314001
3 同济大学 物理科学与工程学院, 上海 200092
采用溶胶-凝胶法制备了Lu2Si2O7∶Ce纳米晶, 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪、X射线激发发射谱仪对制备的Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的晶相结构、微观形貌和光学性能进行了表征。结果表明, 溶胶-凝胶法制备的Lu2Si2O7∶Ce前驱体在煅烧温度为1 000 ℃时开始晶化, 晶粒尺寸随着煅烧温度的升高而变大, 1 200 ℃煅烧2 h后的晶体颗粒均匀, 分散性最优, 平均晶粒尺寸约为28.9 nm, 呈近球形; Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的紫外吸收谱存在峰位分别为304 nm和350 nm两个吸收峰, 源自于Ce3+离子的4f→5d跃迁; 光致发射谱和X射线激发发射谱都表现为典型的非对称双峰结构, 归属于Ce3+离子的5d1→2F5/2和5d1→2F7/2跃迁, Ce3+离子的最佳掺杂浓度约为1%; 荧光衰减时间约为37.2 ns, 可满足高时间分辨X射线探测需要。
闪烁材料 Lu2Si2O7∶Ce纳米晶 溶胶-凝胶法 荧光光谱 X射线探测 scintillation materials Lu2Si2O7∶Ce nanocrystalline sol-gel method photoluminescence X-ray detection
同济大学 物理科学与工程学院， 上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室， 上海 200092
为了系统地研究Br的引入对CuBrxI1-x薄膜发光强度和衰减时间的影响，通过气相沉积法在Si片上制备了CuBrxI1-x(0≤x≤1)闪烁薄膜，并测试了薄膜的发光性能和衰减曲线。结果表明，所制备的样品具有良好的CuBrxI1-x(0≤x≤1)固溶体结晶性；相对于长波段的深能级发射，CuBrxI1-x薄膜均表现出较强的光致和X射线激发近带边发射，且发射强度随Br含量的增加而大幅增加，有利于提高闪烁器件的探测效率；不过薄膜的发光衰减时间会随Br含量的增加而变慢(40～300 ps)。本研究工作对于通过选择合适组分的CuBrxI1-x闪烁材料以平衡探测效率和时间响应的测量需求具有重要意义。
CuBrxI1-x闪烁薄膜 发光强度 衰减时间 CuBrxI1-x scintillation film luminescent intensity decay time
利用传输矩阵法研究了由TiO2和SiO2两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性，发现该结构能在波长为200~ 2 000 nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙，并且波长越大，带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与入射角度、介质层数及介质层厚度的关系，发现该结构形成的光子带隙的大小和位置对介质层的循环周期数不敏感，但对入射角度和介质层的厚度很敏感。
异质三周期 光子晶体 传输矩阵 光子带隙 滤波器 triply periodic heterostructures photonic crystal transmission matrix PBG filter
