ST-401塑料闪烁薄膜的发光性质及其改性研究

通过旋涂法制备了ST-401塑料闪烁薄膜。与塑料闪烁块体相比,薄膜的发射谱中出现了345nm附近的发射带和397nm处肩峰。随着薄膜厚度的减小,325～390nm范围内的激发谱归一化强度逐渐降低。染料POPOP的不同激发态有着不同的猝灭浓度,其中第一激发单重态的猝灭浓度较低。相对于同样厚度的ST-401薄膜,当第二发光物质POPOP在ST-401中浓度达到0.124wt.%时,发射谱在420nm处的荧光强度提高了约74.3%,这样薄膜可以更好地运用在飞行时间(TOF)系统中。

Dy^(3+)和Tb^(3+)掺杂硅酸盐玻璃的发光性能

用高温熔融法分别制备了Tb3+和Dy3+单掺和共掺的硅酸盐发光玻璃,并分析了其光谱性质。根据Dy3+和Tb3+掺杂硅酸盐玻璃的激发和发射光谱、发光衰减时间谱等特性,研究了Dy3+与Tb3+之间的能量传递关系。结果表明:在硅酸盐玻璃中,Dy3+能敏化Tb3+的特征发光,其能量传递方式为非辐射共振传递。Dy3+和Tb3+共掺的硅酸盐玻璃的发光性能明显提高,1%(质量分数,下同)Dy3+的掺入可使7%Tb3+掺杂的硅酸盐玻璃中Tb3+的550nm特征发光强度增加55%～60%。

Sb3＋对Tb3＋激活硅酸盐玻璃发光性能的影响

利用高温熔融法分别制备了Sb3+,Tb3+单掺和共掺的硅酸盐发光玻璃,并分析了它们的光谱性质。根据对Sb3+和Tb3+掺杂硅酸盐玻璃的激发光谱、发射光谱和发光衰减时间等特性的分析,研究了澄清剂Sb2O3的加入对Tb3+激活硅酸盐玻璃发光性能的影响。结果表明,在紫外光激发下,Tb3+激活硅酸盐玻璃中存在Sb3+离子至Tb3+离子的能量传递,但能量传递效率较低,能量传递表现为Sb3+离子的3P1能级与Tb3+离子的5D3能级之间的能量无辐射共振转移。同时Sb3+离子的加入将在Sb3+离子和Tb3+离子的激发重叠区域(200～350nm)对Tb3+离子的激发产生不小的负面影响,尚不足以通过Sb3+离子至Tb3+离子的能量传递得以弥补。因此在使用Sb2O3作为Tb3+激活硅酸盐发光玻璃的澄清剂时,应当注意权衡Sb3+离子对Tb3+离子发光性能的影响。

Tb^3＋掺杂硅酸盐玻璃发光性能的浓度依赖关系

利用高温熔融法制备了不同浓度的Tb3+掺杂硅酸盐玻璃,并分别测量了紫外和X射线激发时的发射光谱。光谱结果表明,不同浓度Tb3+掺杂硅酸盐玻璃在紫外和X射线激发时发光行为具有相似的浓度依赖关系:低浓度Tb4O7掺杂时主要以蓝光(5D3→7FJ)发射为主,而高浓度掺杂时以绿光(5D4→7FJ)发射为主。Tb3+发光强度与掺杂浓度的关系分析表明,5D3的浓度猝灭是电偶极-电偶极相互作用引起的,而5D4的浓度猝灭是交换相互作用引起的。

光谱分辨的脉冲X射线时间谱仪的研制

通过1台高效率凹面光栅单色仪的研制,在原有脉冲X射线时间谱仪的基础上,开发完成了1套光谱分辨的荧光衰减时间谱仪,其波长和时间分辨率分别可达nm和亚ns量级。由BaF2闪烁晶体的测试结果表明:谱仪可有效进行光谱分辨的发光衰减时间谱测量,加载单色仪后,谱仪的测量效率仅下降2个数量级,达到了设计所预期的指标。利用这一装置,对CeF3晶体光谱分辨的发光衰减时间谱进行了分析。