- 上一篇：高中物理教学进行环保教育研究
- 下一篇：强化初中物理“过程与方法”教学目标的研究
石榴石材料，如氧化Y3Al5O12和Lu3Al5O12(LuAG)是众所周知的具有良好的光学透明的材料，很容易掺杂激光主机和闪烁体。在过去的研究中发现，几种闪烁体的性能很可能会受到共掺的影响，因而把共掺的概念扩展到Ce掺杂GGAG晶体中。钆镓铝石榴石（Gd3Ga3Al2O12）是一种极具前景的密集、高效和快速响应的闪烁体，它被发现有许多可取的闪烁体属性。Kamada et al研究了钙/镁晶体生长的方法, 减少钙/镁浓度从0.0到0.1%时衰减时间和光产量的增加。所以本文主要探究烧结助剂——氧化镁对钆镓铝石榴石闪烁陶瓷的影响。
本论文是通过实验应用固相反应的方法得到结构质量较高的GGAG闪烁陶瓷。文中主要研究了Ce:GGAG制备过程中的烧结助剂对其显微结构及发光性能的影响。
1.2 闪烁材料的基本性能
闪烁体的基本性能应该要达到以下的标准：（1）闪烁体发出光子的数目随温度的变化应该比较小；（2）闪烁体能以最大的限度收集能量，阻止高能粒子的能力比较好；（3）闪烁体本身具备的发光效率要较高；（4）闪烁体的能量分辨率与灵敏度好；（5）闪烁体的余辉和衰减时间尽可能短；（6）自己生产的荧光，闪烁陶瓷吸收比较少；（7）为了使传输途中闪烁体发射的损失量尽量的小，应该拥有合适的折射率，与此同时光束会很均匀；（8）光电倍增管（PMT）或者光电二极管的光谱灵敏区可以较好地和由闪烁体发射的荧光光谱完成匹配；（9）抗辐照损伤要求良好；（10）在加工的过程中要较好地满足客户需求。而闪烁材料的基本性能有好多种，以以下几种为例。
（1）辐照损伤
闪烁材料的发光数量在受到大批射线的辐照的前后发生的变化为辐照损伤，Ie为光探测器在受到大批射线的辐照之后对规定的强度的激发光的最终响应输出；I0为对于一定参考强度的激发光，光探测器最初始的响应输出，辐照损伤用Re表示，则可用下式表示：
（式子1.1）
其中，当Re=0时，最完美，不过多数的闪烁材料，因为I0> Ie，则 Re< 0。系统灵敏度会由于辐照损失的增加而降低，并且发光量子的输出量也因辐照损失改变[5,6]。
（2）辨别能量的能力
能量分辨率是指一般取光子计的数量在不同高度上半宽度和高度的比值，该比值和能量分辨率呈反比关系，比值越高，分辨率越低[5]。
（3）余辉
发光余辉指的是发光体如果受到了外部的刺激使其发光，那么在刺激停止之后，还依旧发光了一段时间，在这段时间里，发光的强度有依据一定的规律减小。使用发光体时，要注意其余辉持续的时长，余辉越小越好，减少余辉效应的方法中有一种是比较好的，那就是可以共掺杂，但是这种方法会减小光输出，所以我们需要从多方面来分析考虑。
（4）光输出 [6]
光输出即光输出的能量，与光产额有着密切的联系，而影响光产额的有：（1）在发光中心俘获发光激子的效率与发光激子产生的效率，（2）X射线被闪烁体吸收的效率，（3）在发光中心本征发射的量子效率。由于氧化物的基体能的隙缝Eg较小能够使获得的量子效率比较高，故氧化物的能量效率比氟化物的能量效率高。
另外，还有其他的因素也会影响光产额：闪烁体的发射波长、几何特征（如透明性和表面结构等）与光探测器的光谱匹配度等。
（5）时间分辨率
越小的衰减时间和越大的光产额可以使得闪烁体被有效应用。闪烁脉冲的增幅与衰减决定其发光的时间, 因为上升时间的变化速率远高于衰减的变化速率, 因此通过衰减时间的变化来决定闪烁体的发光时间。光子数目减少到最大值的 。的时间即衰减时间，用 表示。当然也可以拿光子数目减少或到最大值的1 /10 所用的时间。因发光机制的差异, 可以将衰减曲线区别为快成分和慢成分[5]。