热释光和光释光发光谱的测量

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1、第27卷第3期发光学报Vol127No132006年6月CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEJun.,2006文章编号:100027032(2006)0320308205热释光和光释光发光谱的测量唐强,张纯祥(中山大学物理科学与工程技术学院,广东广州510275)摘要:介绍了自行研制的计算机化热释光和光释光三维光谱测量装置的系统结构及其工作原理。在计算机的控制下,通过精密加热器或激发光源以热激发或光激发的方式使样品发光。从样品发出的光经过光路和光栅分光系统后,形成光谱,被高灵敏度的CCD采集,再将光谱图像模拟信号变为可以直接用

2、计算机进行数据处理的数据信号。波长范围200～800nm,波长分辨率优于2nm,人机界面友好,操作方便。利用热释光和光释光三维光谱测量装置测量了SrSO4∶Eu(0.1%,摩尔分数)和CaSO4∶Eu(0.1%,摩尔分数)的光释光发光谱和热释光发光谱,得到SrSO4∶Eu的光释光发光波长与热释光发光波长均为375nm,而CaSO4∶Eu的光释光2+发光波长与热释光发光波长均为385nm,说明热释光和光释光具有相同的发光中心,均来自于Eu的能级跃3+迁。同时在CaSO4∶Eu的热释光发光谱中还观察到了Eu的发光。与二维发光曲线相比较,通过对三维热释

3、光和光释光发光谱的研究,可以得到更丰富的信息,这有助于对热释光和光释光发光机制进行更深入的研究。关键词:光释光;热释光;三维发光谱中图分类号:O482.31;TL818.4PACC:3250F;7860K文献标识码:A谱,其结果有助于区分发光中心和分析缺陷结构,1引言为热释光和光释光材料研制和发光机制研究提供[1]固体材料受到射线照射后,采用加热的方法一种重要的手段。可测量得到热释光(Thermoluminescence,TL),也目前国内外没有专门测量热释光和光释光三可以采用光激励的方法得到光释光(Optically维光谱的测量仪器,我们在现有

4、热释光剂量仪的StimulatedLuminescence,OSL)。热释光和光释基础上,建立了热释光剂量仪与计算机的联机测[2]光与材料中的孤立点缺陷、电荷2补偿缺陷对、缺量系统,研制了热释光测量控制系统,具有升陷聚合体、本征缺陷复合体、掺入杂质,以及不同温过程的控制功能,集成了二维、三维光谱的测[3]相的沉积物等有关。采用热释光和光释光方法研量。本文介绍了一种能实现热释光二维发光究磷光体和荧光体材料的缺陷结构和发光中心,曲线、光释光二维衰变曲线、热释光三维发光谱和已广泛应用于辐射剂量学领域。通常的热释光和光释光三维发光谱的测量装置,其波长范围

5、200～光释光材料含有多种类型的发光中心,可能发射800nm,波长分辨率优于2nm,人机界面友好,操不同波长的光。采用蓝色宽带滤光片和宽光谱响作方便。并对比测量了SrSO4∶Eu和CaSO4∶Eu应的光电倍增管的常规热释光和光释光测量仪,的光释光发光谱和热释光发光谱。所测的发光曲线是各种不同波长的发光的累加。2样品制备如果测量过程中,有多个发光中心的释光材料同时发出不同波长的光,所测的二维发光曲线则不实验中制备了两种掺Eu的硫酸盐发光材料能得到与波长相关的信息,也无法了解其发光的SrSO4∶Eu和CaSO4∶Eu。首先将微量Eu2O3粉真实物理过

6、程。只有在测量过程中,同时测定不末溶于一定量的稀H2SO4溶液中,加入适量的同温度(或光激发时间)和波长的发光强度,则可SrSO4或CaSO4,充分搅拌后将溶液蒸干,再将生得到温度(或时间)、波长与发光强度的三维发光成的多晶粉末,碾磨后压制成直径为6mm的薄收稿日期:2005204225;修订日期:2005206229基金项目:国家自然科学基金(10505033);广东省自然科学基金(04009733)资助项目作者简介:唐强(1973-),男,四川蓬安人,博士,副教授,主要从事固体剂量学材料的研究。E2mail:ststq@mail.sysu.e

7、du.cn,zsutq@sina.com,Tel:(020)84110912©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第3期唐强,等:热释光和光释光发光谱的测量309片,在900℃的高温空气条件下热处理约1.5h,成,计算机内置了一块接口板电路,负责仪器和计得到的干燥SrSO4∶Eu或CaSO4∶Eu圆片状样品。算机的信息传输。所有对仪器的操作包括电源开关都通过应用程序完成,仪器的工作状态和测量3系统设计

8、数据都显示在计算机屏幕上。计算机对仪器的状3.1系统硬件设计态进行记录,并进行分析,具有故障自动保护和自研制的热释光2光释光三维光谱仪结