光激励发光谱红移研究.pdfVIP

光激励发光谱的红移研究’ 熊光楠 娄素云 李岚 赵欣莉 ■ 天津理工学院材料物理所(300191) Onthe Zation redshift Study photostimuspectrum i Lou LiLAN ZHaoXinl XiongGuangnanSuyun of Institute Tianjin Technology(300191) 自一百年前伦琴发现x射线以来，探测x射线影像的最主要、最通用的器材就是X线感光胶片．感光 胶片性能近年已无重要改进，它的动态范围比较窄。分辨率很难提高，灰度不够丰富，还要使用银．其中 有些缺陷已经限制了X射线影像质量的进一步提高．目前有几种改进方案。一种是影像增强管．主要目的 是提高灵敏度。减少探测所需的x射线计量．它由真空器件组成，因此探测面积受到限制。分辨率也不高． 另～种是使用CCD列阵直接探铡x射线影像，该方案价格过高．还有一种方案是对x线胶片进行密度扫描， 得到数字信号输出。以便计算机处理．这一方案的问题是X线胶片本身的缺陷已丢失大量基础信息，仅仅 依靠计算机处理，很难全部恢复丢失的信息．因而。八十年代出现数字化x射线影像仪(cR)和影像板(IP)， 其主要优点是影像板直接采集x射线图象信息，探铡器输出数字化信息由计算机处理．影像板的动态范围 宽，分辩率高，信噪比大。灰度丰富．还可以重复使用．为了读出影像板的图象信息，研制了数字化影像 仪．目前国际上日本的富士胶片公司和东芝公司有产品，德国西门子和美国柯达公司也在研制，我国目前 天律有l台。进口价格比较贵．从发展的眼光看。影像信息网络化及远程传输都是势在必行的布署．因此 国内也有几个单位进行研制和开发． x射线影像板可用于储存和读出x射线影像．原理是制备一种粉末材料。当x射线照射时，产生电子空 穴对。电子和空穴分别被电子陷阱和空穴陷阱所俘获，存储了起来．这种材料还具有光激励发光性能：当可 见光照射这种材料时，电子和空穴转移到发光中心上，并由发光中心发出闪光．用这种粉末涂覆于基片上， 就制成影像板，可存储x射线影像．读出时。用可见光逐点扫描影像板，用光探铡器记录闪光强度，以数字化 信息输入计算机。经过处理后可以得到一幅X射线影像．这类材料多用碱土卤化物．我们采用的是BaFX (x：Br，c1)：Eu”。这类材料的特点是动态的线性范围超过5个效量级．由于密度高。较多地吸收x线．提 高了灵敏度．发光中心的能级寿命很短．每一点的发光衰减很快．因此读出光扫描所采用的扫描时间间隔 很小。整幅画面的读出时间短．光激励光的波长与荧光的波长相距较远。因而噪音很低．而且在光激励光 的波段中很容易选择小型激光器．再加上光波长又恰好落在高灵敏探测器的高灵敏波长区域．影像板可以 擦除存人信息，反复使用．特别是容易实现模数转换，适合于数字化图象处理及信息网络化。由于是每个 分子存储信息，因此，理论上分辩率可以很高． 就BaFBr：Eu”而言，当x线照射时．产生了电子空穴对和色心．色心形成的电子陷阱和空穴陷讲捕 ·国家自然科学基金资助项目 77 获了电子和空穴， 而存储了x线影像信息．当光激励时。电子陷阱和空穴陷阱中的载流子释出，并将能 量转移到发光中心上。发出Eu”的特征光．光激励光谱的峰值波长落在氩离子激光，r^G：Nd激光的信额 光 和氦氖激光的波段上．这些激光器体积较大，使甩时不如半导体激光器方便．目前价格较低的半导体激光 器工作在650ram波长或更长．为此希望光激励材料能被650ram或更长波的光激励，即光激励诺的红移． 红移的办法通常是压窄带隙，例如研制BaFI：Eu“．但这类材料在制备和使用性能上都不女， 移，在光激励光谱的长波处出现一个新的结构．我们选用的二价金属离子的二缎电离势较低．得到的光激励 光诺都十分相似。不依掺人的二价离子的元素改变而改变．而且在顾磁共