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
1 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 上海应用技术学院材料工程系, 上海 200235
采用光学浮区法生长了钙钛矿结构的YFeO3磁光晶体, 研究了影响晶体质量的关键工艺条件。结果表明, 原料棒的直径、均匀性和致密度直接影响晶体生长过程中熔体的稳定性,从而影响晶体的质量。在适当温度下多次预烧结和反复混料, 并通过最后的烧结可获得纯相、均匀和致密的原料棒; 原料棒直径一般控制在10 mm以内; 3～5 mm/h的生长速度适合晶体生长; 生长结束时缓慢降温和退火处理可抑制YFeO3晶体的开裂。在上述优化的工艺参数下, 成功地生长了Φ10 mm×40 mm的YFeO3晶体, 并测试了YFeO3晶体折射率和消光系数在可见光和近红外波段随波长的变化曲线。YFeO3磁光晶体具有较高的折射率。
磁光材料 YFeO3晶体 光学浮区法 折射率
