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Ce:YAG晶体
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
化学式 |
Y3-3xCe3xAl5O12 |
晶体结构 |
立方晶系 |
点阵参数 |
12.01Å |
熔点 |
1970°C |
密度 |
4.57g/cm3 |
折射率 |
1.82 |
热膨胀系数 |
7.8×10-6 /K <111>,0 - 250 ℃ |
热导率 |
14W/m/K, 20℃ |
莫氏硬度 |
8.5 |
光输出 |
8000ph/Mev |
最大发射波长 |
550nm |
衰减时间 |
70ns |
能量分辨率 |
6-7%(@662KeV) |
辐射长度 |
3.5cm |
余辉 |
<0.005% at 6ms |
上海光机所可提供的Ce:YAG晶体规格参数
晶体尺寸 |
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。 |
Ce掺杂浓度 |
0 at%-3 at% |
发光不均匀性 |
<6% |
直径公差 |
±0.05mm |
长度公差 |
±0.05mm |
垂直度 |
小于10弧分 |
平行度 |
小于10弧秒 |
表面光洁度 |
小于10/5 |
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。