异型大截面BaF_2晶体的生长与性能研究

众所周知 ,BaF2 晶体具有快慢 2个发光成分 ,快成分荧光衰减常数为 0 .88ns,比常用的塑料闪烁体还快 ;慢成分发光强度高 ,有很好的能量分辨率 ,使用该晶体可分别进行能量谱和时间谱的测量。为满足高能物理和低能物理实验工程的需要 ,我们采用Bridgman技术 ,设计出适于大截面BaF2 晶体生长的温场 ,加强了下保温 ,选取优质原料 ,使用异型孔状结构的高纯石墨坩埚 ,在真空石墨电阻加热的下降炉中 ,生长出异型大截面晶体。晶体截面为六方形 ,两平行对边之间距离为 1 0 0mm ,晶体全长达 2 5 0mm ,重量达 1 0kg左右。晶体生长工艺参数 :真空度 1～ 2× 1 0 -3 Pa ,固液界面附近温梯 2 0～ 30℃ /cm ,坩埚下降速率 1～ 2mm/h ,降温速率 1 0～ 2 0℃ /h。经一系列实验测量发现 ,晶体中的阴离子如OH-,O2 -等杂质含量较高 ,使晶体在 1 90nm ,2 1 0nm ,2 5 0nm光谱透过波段产生吸收峰 ,可降低晶体的快成分发光和抗辐照性能 ;而一些有害的稀土离子如La ,Tm ,Ce等杂质的存在可影响晶体慢成分的发光 ,并降低晶体的能量分辨率。同时 ,BaF2 原料中常伴生有Ra等放射性元素 ,这使晶体α辐射本底增加 ,影响晶体使用。另外 ,BaF2 晶体加工表面的光洁度和清洁度也会对晶体闪烁性能起到重要作用 ,特别是选用不同的抛光粉和表面?

高压下BaF_(2)光学性质的模拟计算

探寻新的冲击窗口材料是高压科学领域中的一个重要课题.为此,在100 GPa范围内,通过第一性原理方法计算了BaF_(2)晶体的吸收谱以及在532 nm处的折射率.结果表明:(1)压力和结构相变因素不会引起BaF_(2)晶体在可见光区域出现光吸收;氟和钡空位点缺陷的存在将使得BaF_(2)吸收谱的吸收边红移,但这些红移行为不会导致该材料在可见光区域内出现光吸收的现象,由此可以初步推测,BaF_(2)晶体有成为冲击窗口材料的可能.(2)BaF_(2)的折射率在其三个结构相区都随压力的增大而增大,并且BaF_(2)的高压相变也使得其折射率升高;钡空位点缺陷的存在将导致其折射率减小,而氟空位点缺陷却引起其折射率增加.

BaF_(2)晶体的激光损伤研究

对 Ba F2 晶体在短脉冲、长脉冲和连续激光实验条件下进行了激光损伤和抗激光加固的研究 ,报道了不同实验条件下的激光损伤阈值、损伤形貌和加固效果 ,并对加固机制和激光损伤机理进行了分析。