X射线激发荧光光谱仪的建立及闪烁晶体发光表征

利用X射线作为激发光源,自行组装并实现计算机控制的X射线激发荧光光谱仪.介绍了X射线激发荧光光谱仪的建立及其结构特性.该仪器具有时间分辨率高、测量动态范围大、使用方便等优点,可应用于晶体、粉末和液体等各种样品的测量,该仪器同时还具有很强的扩展性.     

不同浓度掺铊碘化铯(CsI:Tl)晶体的光谱特性

对含有不同浓度Tl+激活剂的CsI:Tl晶体进行了光吸收光谱和荧光光谱测量,以研究CsI:Tl的光学吸收和发光特性.实验观察到,在紫外吸收谱中包含有三个特征结构峰297,273和247 nm,高浓度Tl+晶体的吸收结构峰比低浓度的峰明显加宽,其中A吸收峰297 nm红移20 nm.室温下不同能量紫外光激发的荧光带形状相同,不受Tl+浓度影响.分析认为,晶体中掺杂Tl+后品格畸变是导致吸收峰或荧光激发峰变化的主要原因,但对发光带峰宽和峰位影响不明显.     

ICP-AES法测定碘化铯晶体中的铊和钠

本文建立了电感耦合高频等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）对碘化铯晶体中的铊和钠元素的直接同时测定方法，并对分析线的选择，溶液的酸度，基体效应，试样的溶解等条件进行了实验研究，用正交设计对仪器工作参数进行了最佳条件选择，采用本法测定碘化铯晶体中掺杂元素铊和钠的检出限分别为0．21ug/mL和0．095ug/mL，相对标准偏差分别为3．7％和2．4％，加标回收率介于87－102％，之间，该法简便，快速，准确，结果令人满意。     

PbWO4闪烁晶体的辐照损伤机理研究

完成了６４０—１０４０℃温度范围内钨酸铅［ＰｂＷＯ４（ＰＷＯ）］晶体的退火实验,观察到较低温退火时晶体中本征色心吸收带（３５０ｎｍ）先是增加,其后随退火温度的升高而逐渐降低直至消除的全过程．分析了ＰＷＯ晶体的本征缺陷和电荷补偿机制．讨论了退火过程中氧进入晶体后色心的产生和转化规律,并提出可能发生Ｐｂ３＋→Ｐｂ４＋的进一步氧化过程,从而导致Ｐｂ３＋空穴中心的湮没．测量并比较了不同退火温度处理后ＰＷＯ晶体的紫外辐照诱导色心吸收谱．观察到导致辐照损伤的Ｏ－空穴中心主要来自晶体中固有的Ｐｂ３＋空穴中心向Ｏ－空穴中心的转化;同时晶体中氧空位作为电子陷阱对Ｏ－空穴中心有稳定作用．当上述两项因素得以消除,晶体辐照硬度随之提高．实验表明,在含氧气氛中高温退火可以有效地改进ＰＷＯ晶体的抗辐照损伤能力．铁杂质对ＰＷＯ的抗辐照能力十分有害     

闪烁晶体的发光研究进展

概述了近年来闪烁体发光研究的进展,主要介绍用于未来高能物理实验的新型闪烁体发光机理研究,选取我们在研BaF₂,BaF₂:RE,CeF₃以及PbWO₄中的一些新进展。重点谈及三点:(1)在BaF₂的“价带^→芯带”跃迁发光研究基础上进行稀土(Gd³⁺-Eu³⁺)掺杂时观察到的量子剪裁以及对多光子发光的新思考;(2)CeF₃晶体发光的级联能量传递中,Ce³⁺(290nm发射带)与缺陷发光中心(340nm发射带)间能量传递及其传递效率的温度依赖;(3)PbWO₄晶体的发光中心研究中,提出以“WO₄^-2+O_i”绿光中心替代“WO³+F”中心观点的依据。同时也简介了医用闪烁体的最新进展。     

γ射线辐照LiF晶体中辐照缺陷的X射线黄昆漫散射实验测量

采用有前单色器的普通X射线衍射仪,分别用微分和积分方法测量了γ射线辐照LiF晶体中缺陷集团的黄昆漫散射。黄昆漫散射的分布表明,LiF晶体中辐照缺陷集团的应变场接近于各向同性。 关键词：     

碘化铯晶体中电子型色心的电子结构研究

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα)模拟计算了完整的和含有F心、F+心以及F2心的碘化铯(CsI)晶体的电子结构,得到了含F心和F+心以及F2心的CsI晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F心和F2心的CsI晶体的禁带宽度明显变窄,F心和F2心的能级都出现在禁带中并且作为施主能级位于导带底部,利用过渡态理论计算得到其能级向Cs的5d轨道发生光学跃迁,能量跃迁值分别为1.69eV和1.15eV,该结果与实验结果完全一致,F+心没有能级出现在禁带中.计算结果从理论上成功地解释了碘化铯晶体经过辐照后电子型色心所产生的吸收带起源问题.     

掺铈氟化钡闪烁晶体荧光特性的研究

测定了系列掺铈氟化钡闪烁晶体时间衰减特性和荧光的光谱成分.通过对实验结果的分析,表明掺有适量Ce⁺³离子的BaF₂晶体具有一些引人注目的性质,例如荧光发射谱从UV波段向蓝光红移,一种具有中等快的近蓝荧光成分(τ<80ns)完全取代了不掺杂的BaF₂的慢成分(τ～600ns)和特快成分(τ～800ps).该成分的光产额与不掺杂晶体两成分的光产额这和相当.它可能成为一种有广泛应用前景的新的闪烁晶体.     

掺杂钨酸铅晶体闪烁发光光谱研究

利用改进的晶体生长设备和工艺提高了PbWO₄闪烁晶体的光产额。通过对生长获得的PbWO₄、退火PbWO₄和BaF₂∶PbWO₄晶体的透过光谱,衰减时间和光产额等闪烁性质的研究,发现晶体退火和掺杂技术特别是阴离子掺杂技术能够显著提高晶体的闪烁发光性能。其中晶体掺杂全面提高了晶体的透过光谱强度,但是退火的影响较复杂。高温退火改善了PbWO₄晶体在360 nm以上波段的透过光谱的透过率,但是在320～360 nm波段其透过率反而降低。这些现象与晶体中缺陷在可见光波段产生的特征吸收有关。晶体的良好退火和掺杂提高了晶体的光产额,其中BaF₂∶PbWO₄掺杂晶体室温闪烁发光强度达到65 p.e.·(MeV)-1,接近PET的使用要求。这种提高与晶体F-离子掺杂引发晶体[WO₄]2-四面体基团畸变有关,F-离子进入该四面体产生了新的发光中心。     

γ辐照对掺Er硅酸盐玻璃吸收和发光特性的影响

用传统的高温熔融法熔制了一系列掺Er硅酸盐玻璃, 并测试了这些样品经5 kGy γ 射线辐照前后紫外至近红外的吸收和荧光光谱. 实验结果表明, 辐致暗化效应使得玻璃材料中形成了大量色心, 导致在400 nm附近出现强吸收带, 其尾端延伸至近红外区. 辐照产生的新能带增加了基质与Er³⁺ 特定能级(如²H_11/2, ⁴S_3/2及⁴F_9/2等) 之间的能量传递, 从而使辐照后的样品荧光寿命减小, 且在相同激发条件下荧光强度下降. 室温下辐照样品在荧光测试过程中出现了漂白现象.     

Time-resolved optical spectroscopy of CsI(Tl) crystals by pulsed electron beam irradiation

Properties of the color and emission centers induced with an electron pulse beam at temperature within 80-300 K have been studied in CsI(Tl) crystals. It has been established by optical spectrometry with time resolution that initial color centers in this crystal are only Tl⁰ and V_k centers, which spontaneously recombine emitting visible light at 2.25 and 2.55 eV. It has been shown that the emission decay kinetics at 80 K include two fast exponential components with decay constants 3 and 14 μs as well as slow hyperbolic component with the power index depending on the wavelength of the emitting light. The temperature effect on the emission kinetics has been studied and it has been directly proved that the emission rise stage at the temperature above 170 K is caused by the recombination of electrons, which are thermally released from single Tl⁰ centers, with V_kA centers. The origin of scintillations in CsI(Tl) crystal is discussed in terms of the tunnel electron transitions from ground state of Tl⁰ centers to ground state of V_k centers at different distances from each other.     

Pressure calibration to 304 GPa on the basis of X-ray diffraction measurements of Pt,Fe and CsI

Abstract

X-ray diffraction measurements have been carried out above 300 GPa for the first time using Pt as a primary pressure standard. The equations of state of iron up to 304 GPa and of CsI up to 302 GPa have been obtained. These materials can therefore be used as secondary pressure calibrants.     

The Spectroscopic Properties of Tm and Ho Co-doped YVO_4 Crystal

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅＹＶＯ4ｃｒｙｓｔａｌｃａｎｂｅｔｒａｃｅｄｂａｃｋｔｏ 1 970′ｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒｄｕｅｔｏｉｔｓｐｏｏｒｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ,ｉｔｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｇｏｏｄｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｆｌａｓｈｌａｍｐ ｐｕｍｐｅｄｌａｓｅｒｓｙｓｔｅｍ .Ｌａｔｅｌｙ ,ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬＤｌａｓｅｒａｎｄｎａｒｒｏｗｂａｎｄＬＤ ｐｕｍｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｉｍｅｄａｔｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐ…     

光子晶体光纤结构与掺杂对受激布里渊散射快光的影响

由受激布里渊散射三波耦合方程导出了在小信号条件下的快光时间提前量,通过全矢量有限元法模拟了光子晶体光纤占空比和GeO₂掺杂质量分数对布里渊频移、时间提前量、脉冲展宽因子及脉冲形变的影响。结果表明,布里渊频移随着占空比和掺杂质量分数的增大而减小。在保持泵浦功率为20 mW和快光传输长度为10 m的条件下,时间提前量随着占空比的增大而增大,随着掺杂质量分数的增大而减小。脉冲展宽因子与时间提前量变化趋势相反。当占空比为0.8,Ge掺杂质量分数为18%时,能够实现快光时间提前量为29.7 ns,脉冲展宽因子为0.88。布里渊阈值随着占空比的增大而减小,随着掺杂质量分数的增大而增大。     

新型蓝光衬底材料LiAlO_2晶体的生长和缺陷分析

ＬｉＡｌＯ２和ＧａＮ的晶格失配率只有１．４％，是一种很有希望的ＧａＮ外延生长衬底材料。本文利用温度梯度法生长出了透明的ＬｉＡｌＯ２单晶，并通过化学浸蚀、光学显微镜、透射电子显微镜、同步辐射Ｘ射线貌相术对晶体中的缺陷进行了检测。结果表明：ＬｉＡｌＯ２在钼坩埚中无籽晶自由凝固结晶时，是沿（１００）方向生长。用温度梯度法生长的ＬｉＡｌＯ２晶体质量良好，晶体中无气泡和包裹物。在ＬｉＡｌＯ２（１００）晶面上测得的位错密度为（３．８～６．０）×１０４ｃｍ－２，晶体中的主要缺陷为亚晶界或镶嵌结构，可能是由于温场不稳定、生长速率太快造成的。     

液晶光阀工作特性的测量与分析

用简便易行的方法对液晶光阀（LCLV）的工作特性曲线作了测量，包括光阀在正像、反转像和微分像状态读出光强与写入光强的响应曲线，以及不同写入光照度下液晶层透过率与工作电压的关系曲线。对所得结果的分析揭示了这方面以前未曾深入研究的液晶光阀非线性转换的特性。由此为光阀的很多新用途提供了坚实的实验基础，指出了进一步探索的方向。     

硅基籽晶上化学气相沉积金刚石薄膜及其场发射特性

通过控制电泳沉积(EPD)时间,在硅基片上沉积不同密度的金刚石籽晶。再用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备,在硅基籽晶上合成多晶金刚石薄膜。薄膜中通常含有非金刚石相碳成分。用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对样品的表面形貌和成分进行了表征,测量了样品的场发射特性。比较并分析了样品的表面形貌和非金刚石成分上的差异对金刚石薄膜场发射特性的影响。     

Yb：YAG晶体的制备与光谱特性

用引上法生长Ｙｂ：ＹＡＧ晶体，确定了合适的退火工艺，研究了Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中Ｙｂ＾３＋的光谱性能双及晶体缺陷对Ｙｂ＾２＋光谱性能的影响。     

组份变化的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构对其X射线衍射及发光性质的影响

通过二元系和三元系结构参数计算四元系量子阱结构的晶格常数、禁带宽度等,设计了InGaAsSb/AlGaAsSb结构的MBE生长参数及工艺,利用X射线双晶衍射和PL谱研究了InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构特性和光学特性。X射线双晶衍射谱中出现了8条卫星峰,表明制备的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构具有良好的结晶质量。利用光致发光光谱方法对制备的样品的光学性质进行了表征,结果表明,不同组份的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱的发光峰波长随组份的变化在1.6~2.28 μm范围内可调,样品PL谱的半峰宽最窄可达22 meV。