便携式光释光仪光源

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1、第24卷第1期邢台职业技术学院学报Vol.24No.12007年2月JournalofXingtaiPolytechnicCollegeFeb.2007便携式光释光仪光源121梁萍，张旭，文继华（1.石家庄经济学院光电技术研究所，河北石家庄050031;2.中国电子科技集团第54研究所，河北石家庄050081)摘要：光释光技术广泛应用于考古学和地质学，此项技术的发展与光释光仪器密不可分。通过比较不同的光释光激发光源类型和对红外LED的光功率特性和光谱稳定性进行测试，得出结论：红外LED很适合做为便携式光释光仪的光源。关键词：光释光；便携式；激发光源；LED中图分类号：O433

2、.1文献标识码：A文章编号：1008—6129（2007）01—0009—03一、光释光原理[1]光释光（opticalluminescence，简写OL；或者opticallystimulatedluminescence,简写OSL)是矿物晶体接受核辐射作用积蓄起来的能量受到光的激发时，以光的形式释放出来的一种物理现象。光释光所发出磷光的强度与激发光源的波长和功率有关，在恒定的光源和相同的激发条件下，它所发出的光的总量与所积蓄的辐射能量成正比，这就是光释光技术用于测年的依据。在特定的某个地区，其年辐射剂量率为一恒定值，通过下式就可以求出样品的年龄：t=De/Dy其中：t为样

3、品的年龄；De为等效剂量，即由光释光总量求出的晶体积蓄的辐射总量；Dy为各类辐射每年在晶体中产生的辐射能量，称为年辐射剂量率。二、光源类型的选定1985年，Huntley等用氩离子激光器产生的514.5nm绿光来激发石英，并测量了其释光信号，首次提[2]出了光释光技术。现今经过20多年的发展，光释光技术广泛应用于考古和地质上的测年研究。光释光技术是采用光激发矿物晶体，并测量其释光信号来工作的，通常探测的是蓝紫色释光信号（λ=390-440nm）。光释光仪的激发光源按照不同的分类标准，可以分为不同的类型。1.按照激发光源的种类来分，通常分为三类：卤素灯，激光器和二极管。卤素灯通

4、过滤光片以后即可获得单色光，如氙灯通过滤光片后获得红外光源：λ=853.0-82.4nm，P9，75W卤素灯加滤光片得到的λ=420-560nm的蓝绿光。此种方法光强度大，但强度难以保证，且难于控制，现今已经很少应用。激光器可以分为气体激光器和固体激光器，曾在一段时间广泛采用。如氩离子激光器产生的514.5nm2绿光，IR激光二极管产生的红外光（如λ=833-5nm,400mW/cm）半导体激光器泵浦的固体激光器。激光光源的优点是它的单一波长稳定而且功率可调，但体积仍显过大，不适用于便携式设备。全世界范围内的光释光仪均采用过二极管作为激发光源。如著名的丹麦的RISø释光实验室

5、研制的2TL/OSL系列释光仪就采用了红外IRLED（如TEMPT484:λ=880-80nm,40mW/cm），蓝绿LED（如λ=515-40nm，P10），蓝光LED（如λ=470-30nm，P10）作为不同光谱范围的激发光源。二极管的特点：价格便宜，体积较小，控制电路简单。虽然其功率较小，但可以采用一组二级管串联的方式增强功率，另外其光谱范围较宽，但对于要探测的蓝紫光不形成干扰，很容易区分。2.按照激发光源的光谱范围来分，也可以分为三类：红外释光IRSL,绿光释光GLSL和蓝光释光BLSL。红外释光由于其激发光谱的范围与需要探测的释光范围相差较大，探测设备较为简单，因此

6、成为应用最为广泛的光释光技术。红外光源通常用于激发长石，其激发光谱范围为λ=800-950nm，到达样片的功率范围为几十至几百mW。绿光释光通常用于激发石英和长石，其激发光源光谱范围为λ=420-550nm与需要测量的光谱范围有一部分重叠，区分激发光源与探测释光的探测设备较为复杂，而且其激发光源类型为卤素灯和激光器，故现今采用的很少。蓝光释光是一种新近出现的光释光技术，其得到广泛应用得益于国外大功率蓝光二极管的出现。1997年MurrayandWintle得出结论，在绿光激发波段λ=420-550nm中其有效的激发波长是468nm，所以蓝光同样可用作激发光源。蓝光同绿光一样用

7、于激发石英和长石，同样存在激发光源与探测光源区分复杂的——————————————收稿日期：2006—11—17作者简介：梁萍(1978—)，女，河北石家庄人，石家庄经济学院，光电技术研究所，助教。9邢台职业技术学院学报2007年第1期问题。光释光技术通常用于考古和地质上的测年研究，现有的光释光仪大多数均为较大型的仪器，而考古和地质工作通常在野外进行作业，所以研制小型的便携式光释光仪非常必要。对于便携式光释光仪而言，最首要的要求是体积小巧，重量轻，便于携带。通过激发光源的对比，决定采用红外二极管作为便携