掺铈钇铝石榴石(Ce:YAG)闪烁晶体
Ce:YAG是一种重要的具有优良闪烁性能的闪烁晶体，具有高的发光效率和宽的光脉冲,最大优点是其发光中心波长为550nm，可以与硅光二极管等探测设备有效耦合。同CsI闪烁晶体相比，Ce:YAG闪烁晶体具有快衰减时间（约70ns，而CsI衰减时间约为300ns），而且Ce:YAG闪烁晶体不潮解、耐高温、热力学性能稳定，主要应用在轻粒子探测、α粒子探测、gamma射线探测等领域，另外它还可以应用于电子探测成像（SEM）、高分辨率显微成像荧光屏等领域。由于Ce离子在YAG基质中的分凝系数小（约为0.1），使Ce离子很难掺入YAG晶体中，而且随着晶体直径的增大，晶体生长难度急剧增加。2013年，上海光机所采用提拉法成功生长出直径98mm、总长度360mm的高品质Ce：YAG闪烁晶体，Ce离子掺杂浓度0.05at%，晶体重量达6945克，生长周期25天，是目前国内报道的尺寸最大的Ce:YAG闪烁晶体。近期，上海光机所强激光材料重点实验室利用提拉法生长出的高品质Ce:YAG闪烁晶体开展了高分辨率X射线成像系统核心器件——闪烁体研制工作，成功制备了尺寸为Φ30mm，厚度为30-45μm的高品质闪烁晶体元件，并研制出基于超薄Ce:YAG闪烁晶体的高分辨X光探测器，实现X光辐照条件下高分辨成像，在同等实验条件下，与Crytur公司同类晶体对比，上海光机所研制的Ce:YAG闪烁晶体图像边沿锐度较高，图像对比度好，成像分辨率高，图像质量更好。上海光机所目前可以提供掺杂浓度0 at%－3 at%掺杂高度透明的Ce:YAG闪烁晶体，晶体尺寸可根据客户要求订做。
Ce:YAG晶体基本性质
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化学式
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Y3-3xCe3xAl5O12
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晶体结构
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立方晶系
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点阵参数
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12.01Å
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熔点
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1970°C
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密度
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4.57g/cm3
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折射率
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1.82
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热膨胀系数
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7.8×10-6 /K <111>，0 - 250 ℃
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热导率
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14W/m/K, 20℃
10.5W/m/K, 100℃
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莫氏硬度
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8.5
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光输出
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8000ph/Mev
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最大发射波长
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550nm
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衰减时间
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70ns
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能量分辨率
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6-7%（@662KeV）
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辐射长度
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3.5cm
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余辉
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＜0.005% at 6ms
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上海光机所可提供的Ce:YAG晶体规格参数
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晶体尺寸
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毛坯尺寸>Φ100mm*150mm；成品：>Φ100mm*(1~100)mm，典性尺寸25×25×0.5mm、10×10×0.5mm、10×5×0.5mm、5×5×0.5mm可按照客户需求，定制特殊方向和尺寸衬底。
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Ce掺杂浓度
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0 at%－3 at%
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发光不均匀性
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＜6%
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直径公差
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±0.05mm
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长度公差
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±0.05mm
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垂直度
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小于10弧分
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平行度
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小于10弧秒
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表面光洁度
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小于10/5
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可以按照特殊要求，提供所需掺镱钇铝石榴石(Ce:YAG)闪烁晶体尺寸和规格的毛坯或晶片。
