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人工晶体学报 ›› 2021, Vol. 50 ›› Issue (10): 1940-1945.

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Ce∶GAGG与CsI(Tl)闪烁晶体性能对比研究

王强, 丁雨憧, 屈菁菁, 张泽涛, 王璐, 董鸿林, 方承丽   

  1. 中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060
  • 收稿日期:2021-08-31 出版日期:2021-10-15 发布日期:2021-11-24
  • 通讯作者: 丁雨憧,博士,高级工程师。E-mail:dingyuchong@163.com
  • 作者简介:王 强(1986—),男,重庆市人,工程师。E-mail:492380445@qq.com。丁雨憧(1984—),中国电子科技集团公司第二十六研究所高级工程师,材料与装备中心副主任。主要从事激光晶体、闪烁晶体、压电单晶薄膜及器件研究。发现了大无序Er掺杂硅酸盐系列激光晶体的宽光谱特性,实现了带内泵浦的大能量、高效率1.5 μm波段激光输出;在国内率先开发出了梯度掺杂Yb∶YAG激光晶体。国际上率先开发出低余晖Ce∶GAGG闪烁晶体和X射线探测器,并将之推广应用到安检和工业CT领域;开发出快时间响应硅酸钇镥闪烁晶体,其衰减时间和光输出等关键指标达国际先进水平。开发出微下拉法、激光加热基座法单晶光纤生长炉及单晶光纤制备工艺,推动了我国人工晶体材料从体块单晶向一维单晶的迈进。研制了新型压电单晶复合薄膜晶圆材料,并开发出高性能的压电传感器和声表面波滤波器。获中国电子科技集团公司科技进步奖二等奖、三等奖各1项,入选2020年度重庆“英才计划·青年拔尖人才”计划。任《人工晶体学报》编委、《量子电子学报》青年编委,重庆市功能材料联盟副理事长,中国稀土学会、全国仪表功能材料标委会等重要学术团体和学术组织委员。
  • 基金资助:
    重庆市技术创新与应用示范项目(cstc2019jscx-mbdx0037)

Properties of Ce:GAGG and CsI(Tl) Scintillation Crystals

WANG Qiang, DING Yuchong, QU Jingjing, ZHANG Zetao, WANG Lu, DONG Honglin, FANG Chengli   

  1. The 26th Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Chongqing 400060, China
  • Received:2021-08-31 Online:2021-10-15 Published:2021-11-24

摘要: 研究了不同反射层封装方式和与Si-PM不同耦合方式对Ce∶GAGG和CsI(Tl)闪烁晶体光输出和能量分辨率的影响,比较了Ce∶GAGG和CsI(Tl)闪烁晶体的透过率和衰减时间。实验结果表明:通过优化闪烁晶体的反射层材料和耦合方式,能大幅度提高Ce∶GAGG和CsI(Tl)闪烁晶体的光收集效率;Ce∶GAGG闪烁晶体的光输出、能量分辨率、透过率、衰减时间指标均优于CsI(Tl)闪烁晶体。Ce∶GAGG闪烁晶体使用TiO2反射层材料封装和硅脂耦合,测试得到137Cs放射源在662 keV最佳能量分辨率为4.89%。

关键词: Ce∶GAGG, CsI(Tl), 光输出, 能量分辨率, 透过率, 衰减时间, 反射层

Abstract: The effect of different reflector packaging materials and different coupling modes with Si-PM on the light output and energy resolution of Ce:GAGG and CsI(Tl) scintillation crystals were studied. The transmittance and decay time of Ce:GAGG and CsI(Tl) scintillation crystals were compared. The experimental results show that the light collection efficiency of Ce:GAGG and CsI(Tl) scintillation crystals can be improved by optimizing the reflector material and coupling mode. The light output, energy resolution, transmittance and decay time of Ce:GAGG scintillation crystal are better than those of CsI(Tl) scintillation crystal. The test shows that the best energy resolution of 137Cs radiation source is 4.89% at 662 keV for the Ce:GAGG crystal sample that encapsulated with TiO2 reflector material and coupled with silicone grease.

Key words: Ce:GAGG, CsI(Tl), light output, energy resolution, transmittance, decay time, reflector

中图分类号: