First-Principles Study on the Electronic Structures for Y^3＋：PbWO4 Crystals

The possible defect models of Y^3＋：PbWO4 crystals are discussed by defect chemistry and the most possible substituting positions of the impurity Y^3＋ ions are studied by using the general utility lattice program （GULP）. The calculated results indicate that in the lightly doped Y^3＋ ：PWO crystal, the main compensating mechanism is [2Ypb^＋ ＋ VPb^2-], and in the heavily doped Y^3＋ ：PWO crystal, it will bring interstitial oxygen ions to compensate the positive electricity caused by YPb^＋, forming defect clusters of [2Ypb^＋ ＋Oi^2-] in the crystal. The electronic structures of Y3＋ ：PWO with different defect models are calculated using the DV-Xα method. It can be concluded from the electronic structures that, for lightly doped cases, the energy gap of the crystal would be broadened and the 420nm absorption band will be restricted; for heavily doped cases, because of the existence of interstitial oxygen ions, it can bring a new absorption band and reduce the radiation hardness of the crystal.     

大尺寸掺铊碘化钠晶体生长及闪烁性能

采用坩埚下降法，生长了体积为4 L的大尺寸NaI(Tl)晶体。对晶体进行X射线粉末衍射、紫外可见近红外透射光谱测试，结果表明，生长的晶体具有单一的物相，在600～1 600 nm的透过率高于75%。电感耦合等离子体发射光谱测试结果表明，晶体中的Tl离子浓度从头部到尾部逐渐增加。经过锻压、切割、打磨、抛光、封装等工序将NaI(Tl)晶体毛坯制成100 mm×50 mm×400 mm的方形晶体。闪烁性能测试结果表明，在¹³⁷Cs放射源激发下，晶体的平均能量分辨率为7.9%,不同位置的相对光输出和能量分辨率存在一定差异。     

锌铊共掺碘化钠晶体的生长及闪烁性能

采用坩埚下降法生长了NaI∶Zn(0,0.05%,0.08%,0.4%),Tl(0.18%)晶体。对晶体样品进行了X射线粉末衍射、电感耦合等离子体发射光谱以及紫外可见近红外透射光谱测试。结果表明,生长的晶体具有单一的物相,Zn和Tl离子掺杂并没有改变NaI的晶体结构;随着Zn掺杂浓度的增加,晶体内的Zn2+离子浓度增加、Tl+离子浓度下降;晶体透过率随Zn掺杂浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,Zn掺杂浓度为0.08%时,样品的透过率最高,且所有样品在350～700 nm波段的透过率均高于70%。经过切割、打磨、抛光、封装等工序将NaI∶Zn,Tl晶体封装成辐射探测元件。闪烁性能测试结果表明,在137Cs放射源激发下,Zn掺量为0.05%、0.08%时的NaI∶Zn,Tl晶体的能量分辨率≤6.80%,光输出相对于NaI∶Tl晶体增加6%～10%,这有利于NaI晶体在高能粒子探测领域的进一步应用。     

复杂构造地震数据叠前逆时偏移方法

叠前逆时偏移方法可以精确成像复杂地下构造,利用高阶有限差分方法求解声波方程,并给出了满足稳定性条件的采样间隔的选取方式.利用GPU/CPU加速技术实现地震资料的叠前逆时偏移算法,极大地提高了计算效率,算法也采用随机边界条件,节约了大量存储空间.分析了速度模型变化对成像结果的影响.复杂地震数据成像的测试结果表明,所述的叠前逆时偏移算法可清晰成像陡倾角成像清晰,对盐丘边界和内部构造成像效果也较好.     

PbWO4晶体中的填隙氧及其对晶体光学性质的影响

运用GULP计算软件模拟计算了PbWO₄(PWO)晶体中不同位置的填隙氧原子点缺陷的生成能，计算结果表明：当填隙氧原子存在于(WO₄)^2-的周围时，填隙氧原子点缺陷的生成能最低；进一步运用基于密度泛函理论的全数值自洽DV-Xα方法计算了包含填隙氧原子的PWO晶体的态密度，计算结果表明：当填隙氧处在(WO₄)^2-的周围时，容易与(WO₄)^2-上的一个或两个氧离子相互作用形成分子离子O₂^2-或O₃^4-，通过分析这些计算结果，认为PWO晶体中350 nm吸收带的出现很可能与晶体中的氧分子离子有关.     

基于无源相位调制器的光纤电流互感器设计

基于1/4波片相位延迟功能,结合起偏器与法拉第旋光器,提出了一种集起偏与相位偏置功能于一体的用于Sagnac环路中的非互易相位调制器设计方案。所提结构从根本上消除了延迟线圈对系统灵敏度的影响,降低了系统复杂度,减小了体积。实验测得该相位调制器的相对插入损耗为3.6 dB,相位偏置角度为89.9605°,实验结果能够很好地与理论分析结果吻合。提出了变比误差自补偿技术,分析得到:当温度在-40～40℃范围内变化时,不同制作工艺下系统的最低变比误差不超过±0.02%。