6×6BGO晶体阵列电磁量能器的研制及低能光子测量

研制了6×6锗酸铋晶体阵列式探测器,作为高分辨全吸收电磁量能器模型.晶体阵列由36块截面为20mm×20mm、长度为200mm的国产锗酸铋晶体组成,采用光电倍增管读出,从阳极及一个打拿极同时输出讯号,以满足大动态范围线性要求.在静电加速器上应用若干(p,γ)反应产生的单能光子进行了测试.结果表明:在所测21MeV以下范围内,能量响应线性;能量分辨率表现为予期的E^－1/2关系,与国际上现有同类装置比较具有最佳能量分辨性能.     

3×3锗酸铋晶体阵列探测器对于0.5—21MeV光子能量响应的研究

建造了由九块国产锗酸铋晶体组成的采用光电倍增管读出的阵列式探测器. 应用γ放射源、中子放射源、静电加速器(p,γ)反应以及核反应堆(n,γ)反应得到0.5—21MeV γ射线. 在这个能量范围内进行的测试显示了线性的能量响应. 能量分辨率在低能量下满足预期的E^1/2关系, 而能量在4.43MeV以上实际测得的数值较预期为大. 实验中还考察了光子在晶体阵列中沉积能量的横向分布情况, 结果与蒙特卡罗模拟一致. 本工作表明, 采用放射源及低能(p,γ)反应作为锗酸铋电磁量能器定标和监测的手段是实际可行的.     

面向PEM应用的γ射线探测器研究

正电子发射乳腺照相术(Positron Emission Mammography, PEM)获得的是乳腺的实时高分辨率动态的功能图像, 从而为在更广范围里研究治疗乳腺癌的方法提供了可能. 大多数的PEM探测器采用紧凑型无机闪烁晶体阵列与光电探测器相耦合的形式, 故光电信号转换器件在PEM探测器中起着非常重要的作用. 探测器基于新型平面面板位置敏感型光电倍增管(Flat Panel Position Sensitive PMT, FP-PS-PMT), 配以锗酸铋(Bi₄Ge₃O₁₂, BGO)晶体阵列. PS-PMT型号为R8400-00-M256型FP-PS-PMT, 有效面积大于90%. 晶体阵列为20×20, 单个晶体尺寸为2mm×2mm×20mm. 实验验证表明该探测器具有良好的空间分辨本领和能量分辨本领, 空间分辨率达到2.0mm半高宽(Full Width Half Maximum, FWHM), 能量分辨率达到23% FWHM.     

NSECT的锗酸铋阵列相邻信号叠加算法模拟研究

由于受激元素所辐射的光子能量范围主要集中在100 keV~6 MeV之间,因此通过基于此能量范围的射线源模拟实验研究了采用锗酸铋（BGO）阵列相邻信号叠加实现能量高分辨率的新方法并分析比较了其性能。结果显示:对于较高能的光子,若仅使用单根BGO晶体产生的信号时不可能得到较好的能量分辨率;而当使用BGO阵列将该单晶体产生的信号与相邻晶体产生信号相加,则能谱质量会变得更佳。对于能量分辨率为90 keV的能量窗,通过模拟得到平均固有空间分辨率为3.938 mm (FWHM)。     

锗酸铋阵列探测器用于中子激发发射计算机断层扫描成像

 中子激发发射计算机断层扫描成像对探测器有着较高的要求,为了探讨利用传统阵列探测器实现其应用的可行性,利用模拟的方法给出了锗酸铋（BGO）晶体阵列探测器的基本性能。对高能光子在单根BGO晶体中的能谱进行了分析,提出叠加相邻晶体信号以提高能量分辨率的修正方法。结果表明:此方法能够很大程度上优化输出能谱,并能够得到较好的空间分辨率。     

应用反射光双折射貌相法观察旋光性晶体锗酸铋中的位错及亚晶界

本文对具有强旋光晶体锗酸铋(Bi₁₂GeO₂₀)进行了光双折射貌相的研究,发现采用反射偏光显微镜可以完全抵消晶体的自然旋光性并获得良好效果。观察了锗酸铋晶体中位错及亚晶界的双折射象。确定了位错的柏格斯矢量为1/2〈111〉,〈100〉及〈110〉。 关键词：     

硅酸铋单晶的生长及其性能

一、引 言 在某些微声表面波器件里,希望有一种低声速的材料,同时要求它具有一定的压电性能,例如锗酸铋(Bi_12;GeO_20,简称BG)单晶就是这样的材料.能否获得这方面性能比锗酸铋更好的材料呢?这是我们关心的课题. 我们在生长锗酸铋单晶的基础上,考虑到硅(Si)与锗(Ge)同是 IVA族元素,都有 4价的氧化物,其离子半径相近(锗为0.55埃,硅为0.40埃),它们的配位数都具有4,6两种可能的数值,因此我们就用硅代锗生长了硅酸铋(即Bi_12SIO_20,简称BS)单晶体,并研究其性能. 在进行这项工作的过程中,我们看到了国外一些有关的报导.如利文(Levin)等报导…     

配有BGO晶体阵列的L3强子量能器性能的模拟测试

本文介绍子配有BGO(锗酸铋)晶体阵列的L3铀强子量能器性能的模拟测试.对L3强子量能器以及测试实验作了简要介绍,并给出了该量能器对4—20GeV能量范围的π介子的能量分辨率、e/π响应比、角分辨、能量分辨率随入射π介子方向的变化以及强子穿透率等实验结果.     

用作电磁量能器材料的国产大尺寸锗酸铋晶体的性能研究

本文报道国产大尺寸锗酸铋晶体光子探测性能的实验研究结果. 采用Bridgman方法生长的二十九块晶体样品在能量分辨、光输出以及产品性能的稳定性方面总体地优于国外相似尺寸的产品; 沿晶体长度的光输出变化达到了±1%的水平. 比较了晶体不同包装方式的效果. 研究了几何形状对于晶体探测性能的影响.     

BiB_3O_6纳秒光参变振荡器

采用电光调Q脉冲Nd:YAG固体激光器的532 nm绿光作为抽运光源(10～13 ns,0～20 mJ),以Ⅱ类相位匹配(θ=57.5°Φ=0°)、尺寸为4 mmX 4 mm×12 mm的三硼酸铋晶体(BiB3O6)与一对1215 nm单谐振波长的平镜组成腔长为40 mm的谐振腔,构建了光参变振荡器的整个实验系统.系统将入射抽运光振荡产生1215 nm的信号光及946 nm的闲频光,结果显示,抽运阈值为9 mJ,最高耦合输出为2.57 mJ,抽运脉冲能量与信号脉冲能量的最高转换效率为14.59%.     

锗酸铋(BGO)长时延声表面波卷积器

BGO长时延声表面波卷积器是在国际上首创,它是用慢声速压电晶体锗酸铋(Bi_(12)Geo_(20))作基片,构成具有特别长的相互作用时间的卷积器。在解决了相关的理论、设计、大面积平面光刻工艺及外电路匹配等问     

锗酸铋(Bi_(12)GeO_(20))表面波温度传感器

近来出现的表面波温度传感器不但具有如体波石英测温晶体那种直接输出数字信息的特点,而且还具有频率上限及灵敏度高、线性好、容易批量生产、性能稳定、可靠性和老化特性好等优点.可以制成接触式和非接触式两种类型.这种器件在无线电测温和控温方面的应用是很有希望的. 本文介绍采用锗酸铋单晶作基底材料的接触式表面波温度传感器.T.M.Reedet 等人曾报道过用锗酸铋试制表面波温度传感器[1],但未给出实测的曲线.本项工作是验证器件实用的可能性,测试了频温特性曲线,并同采用铌酸锂(Li Nb O3)单晶的同类器件作比较.1.工作原理 表面波温度…     

磷锗锌光学参量振荡器技术研究

 报道了一台高重复频率2 mm光学参量振荡器泵浦的磷锗锌光学参量振荡器。磷锗锌晶体(ZnGeP₂，简称ZGP)采用Ⅰ类相位匹配方式，切割角度q为55°，f为0°，尺寸5.5 mm×6 mm×18 mm，在4.0 kHz重复频率下，当注入5.2 W的2 mm圆偏振光时，获得310 mW中红外输出，p偏振态2 mm到3～5 mm光-光转换效率12%。通过调节晶体的角度，实验获得ZGP光学参量振荡器的波长调谐曲线，在误差范围内与理论变化规律相符。     

高效率光参量转换

用一块6.5×9×20(长度)mm KTP晶体获得625nm～3575nm的皮秒可调谐激光.能量转换效率高达30%,最大信号光峰值功率34MW.     

锗酸铋晶体二波耦合效应的研究

本文叙述了锗酸铋晶体的生长。采用二波耦合光路测试BGO晶体的衍射效率和增益系数,研究BGO晶体的二波耦合中光波的位相变化。     

锗酸铋(Bi4Ge3O12)中铋(209Bi)核的零场核磁共振研究

锗酸铋(Bi₄Ge₃O₁₂)作为一种新型的有发展前景的单晶闪烁材料,使得对这种材料的各种性质的研究很能引起人们的兴趣。本工作的目的是想通过核磁共振这一方法对锗酸铋样品的研究,得到有关其微观结构方面有用的信息。尝试性实验的结果说明锗酸铋中铋核具有非常强的四极相互作用,在7.0T的磁场下,铋核的核磁共振谱成为一个无法测量的宽谱。本文利用了零场这个实验条件,成功地避开了强四极耦合引起的在磁场下的谱线变宽的困难,在Bncker-MSL300脉冲FT核磁共振谱仪上首次精确地测定了国产锗酸铋单晶粉末样品中²⁰⁹Bi核的四极耦合常数:高温下e²qθ/h=1474.18MHz。我们还在288K到150K的温度范围内测量了四极耦合常数的温度效应。发现在这个温度区域²qθ/h的值在1509.59MHz至1474.00MHz之间有规律的变化。极强的四极相互作用和明显的温度效应可能暗示着某种有待进一步研究的现象的存在。D.Brinkmann和A.B.Dension在一九七二年为研究电光晶体(electro-optic crystal)的性质,用单晶核磁共振的方法得到e²qθ/h的值为488±1MHz的结果^[1],与本实验得到的值相差很大。这种差別的原因也有待进一步研究。     

激光高能X射线成像中探测器表征与电子影响研究

基于激光尾场加速电子的高能X射线源具有高光子能量与小源尺寸的特点,在高空间分辨无损检测方面发挥着十分重要的作用.在X光机上测量了CsI针状闪烁屏、锗酸铋(BGO)闪烁阵列与DRZ闪烁屏的本征空间分辨率,并模拟了三类探测器对高能X射线的能量沉积响应,其中CsI针状闪烁屏的空间分辨率高达8.7 lp/mm.采用Ta转换靶产生的高能X射线开展透视照相,能够分辨最高面密度33.0 g/cm~2的两层客体结构.开展了X射线照相、X射线与电子混合照相以及电子照相三种情况的比对实验,在X射线产额不足或探测效率不够情况下采用X射线与电子混合透视照相的方案,以牺牲对比度为代价,能较大程度地提高图像信号强度.     

植物研究用γ射线成像系统设计

为了利用正电子发射断层成像技术在植物生理功能研究中的优势,正在开发由两个探测器相向放置构成的γ射线成像系统.系统中采用的探测器是由10×10的氧正硅酸镥(LSO)晶体阵列与滨松R5900-C12耦合组成.单个LSO尺寸为1.8mm×1.8mm×10mm.根据PET应用的特点,测试了该探测器的性能.所有闪烁晶体的图像在位置图谱中清楚可见;511keV全能峰处的能量分辨率位于14.5%—22%之间;符合时间分辨率随着位置灵敏光电倍增管的供给电压的增加而得到改善.这些实验结果表明,该LSO探测器适于构造高分辨率的双探测器成像系统.     

新型自倍频晶体的进展

近年来,关于自倍频晶体的研究工作取得了重大进展.自倍频晶体是将激光晶体和倍频晶体合二为一的一类晶体.迄今最主要的自倍频晶体有两种:掺钕和氧化锰的铌酸锂(Nd:MgO:LiNbO3,用NMLN来表示)和硼酸钕钇铝 ,用 NYAB来表示).自倍频晶体可用于直接产生蓝绿激光,其作用原理如下: 用波长为800nm左右的红激光泵浦自倍频晶体,发生激光作用产生波长略大于1μm的近红外激光,同时红外激光在晶体中倍频而产生绿激光. 目前,可以得到的NMLN晶体的尺寸(10 × 10 × 25mm)比 NYAB晶体的尺寸(4 × 4 ×10mm)大,但是 NMLN用于产生绿激光时有两个缺…     

小型可调谐TEA CO2激光的二次谐波产生

利用国产的、尺寸为 7mm× 8mm× 12mm的AgGaSe2 晶体 ,实现了可调谐TEACO2 激光的二次谐波产生 ,得到了CO2 激光 10 .6 μm和 9.6 μm谱带的 12条谱线的二次谐波。最大的二次谐波输出能量达到 1.32mJ[10P(16 )谱线 ]。在 10P(18)谱线处获得的最大能量转换效率为 4%。