稀土離子摻雜高密度閃爍玻璃及光纖的研究

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1、碩士學(xué)位論文稀土離子摻雜高密度閃爍玻璃及光纖的研究作者姓名呂時超學(xué)科專業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)教師周時鳳教授所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2018年4月StudyonopticalpropertiesofrareearthiondopedhighdensityscintillatingglassesandfiberADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LvShichaoSupervisor：Prof.ZhouShifengSouthChinaUniversity

2、ofTechnologyGuangzhou,China分類號：學(xué)校代號：10561TQ171學(xué)號：201520115544秘密★年華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文稀土離子摻雜高密度閃爍玻璃及光纖的研究作者姓名：呂時超指導(dǎo)教師姓名、職稱：周時鳳教授申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科專業(yè)名稱：材料學(xué)研究方向：光功能復(fù)合材料論文提交日期：2018年05月30日論文答辯日期：2018年05月31日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：1委員：華南理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立

3、進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外）；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)

4、容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。本學(xué)位論文屬于：□保密，（校保密委員會審定為涉密學(xué)位時間：年月日）于年月日解密后適用本授權(quán)書?！醪槐Ｃ?同意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生和與學(xué)校有共享協(xié)議的單位瀏覽；同意將本人學(xué)位論文提交中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社全文出版和編入CNKI《中國知識資源總庫》，傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”)作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期作者聯(lián)系電話：17620945523電子郵箱：2469199415@q

5、q.com聯(lián)系地址(含郵編)：廣州市華南理工大學(xué)北區(qū)科技園1號樓（510640）摘要高能射線探測技術(shù)是一種用于電離輻射和高能粒子探測的技術(shù)手段，從發(fā)現(xiàn)X射線開始人們設(shè)計了多種探測器如氣體電離室、閃爍體探測器、半導(dǎo)體探測器等。目前，閃爍體探測器作為重要的射線探測器之一，廣泛應(yīng)用于高能物理實驗、原子能、醫(yī)療成像以及安全等方面。其核心材料閃爍體對探測器的性能具有重要影響。閃爍體作為一種能夠?qū)⒏吣苌渚€轉(zhuǎn)化為可見光的材料需要具有高密度、高光產(chǎn)和快衰減的特點，目前閃爍體的種類主要集中在單晶和熒光粉，有關(guān)閃爍玻璃和光纖的研究還較少，其各

6、方面性能還有待進(jìn)一步提高。本文介紹了閃爍體的發(fā)光原理與性能要求，概括和評述了近年來玻璃閃爍體材料的研究進(jìn)展、應(yīng)用以及問題。并對今后的研究方向進(jìn)行了總結(jié)和展望。在此基礎(chǔ)上，我們通過玻璃組分的設(shè)計與優(yōu)化，獲得良好光學(xué)透過性能的高密度閃爍玻璃，利用熱處理析出特定微晶相，有效提高發(fā)光性能。同時設(shè)計了閃爍玻璃光纖，實現(xiàn)與商用石英光纖的熔接和光傳輸。主要研究結(jié)果有：1.研究了硅酸鹽玻璃的析晶性能與光譜特性，發(fā)現(xiàn)隨熱處理溫度的升高，存在從Gd3TaO7向M’-typeGdTaO4微晶相轉(zhuǎn)變的相變過程，通過控制熱處理溫度可以獲得嵌有不同微

7、晶相的微晶玻璃；利用玻璃自限制析晶特點，抑制相變時晶粒的異常長大，保持微晶玻璃的透明性；研究證明玻璃基質(zhì)組成Gd3+離子和[TaO3-4]基團(tuán)具有向發(fā)光中心離子高效能量傳遞特點，提高微晶玻璃的發(fā)光性能。2.研究了高密度鎢酸鹽玻璃的析晶性能和光譜特性，發(fā)現(xiàn)加入少量B2O3可以有效提高玻璃的成玻性能，密度達(dá)到6.26~6.31g/cm3，與單晶Lu2Si2O7持平；通過控制熱處理制度在玻璃中析出Gd3+6-2(WO4)3微晶相，利用玻璃基質(zhì)組成Gd離子和[WO6]基團(tuán)向發(fā)光中心離子的能量傳遞，提高激發(fā)能量的利用效率，進(jìn)而提高微

8、晶玻璃發(fā)光性能。3.通過熔融纖芯法拉制具有芯-包結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)Lu2SiO5閃爍玻璃光纖。結(jié)構(gòu)表征表明芯層晶體高溫拉制后轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，光譜研究表明其激發(fā)峰位與發(fā)光峰位均發(fā)生藍(lán)移。通過與商用石英光纖熔接并與光纖探測器耦合，研究了光纖的激發(fā)-發(fā)射光譜和導(dǎo)光性能。關(guān)鍵詞：高能射線探測；閃爍體；閃爍玻璃；閃爍光纖