[發明專利]測試閃爍材料余輝的裝置及方法

無效

• 申請號: 201410007229.8
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103713003A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李煥英;任國浩;徐權
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;姚佳雯

技術領域

本發明屬于閃爍性能測試技術領域，具體地，涉及一種測試閃爍材料塊體、粉體、薄膜余輝的裝置及方法。

背景技術

近些年，各類單晶閃爍體、陶瓷閃爍體、玻璃閃爍體、薄膜閃爍體、塑料閃爍體等逐漸被制作成各類閃爍屏或輻射探測器，用于核醫學成像、安檢設備和產品檢驗等領域中。為了提高圖像質量和檢測效率，閃爍屏不僅要有足夠的亮度、襯度，而且不能存在圖像拖尾現象。因此要求閃爍材料不僅具有高的光輸出和能量分辨率等，而且還要有盡可能低的余輝。這樣，閃爍材料的余輝強度逐漸成為一個評價閃爍性能的重要指標。

所謂余輝，是指激發停止以后，其發光的延續被稱為余輝（徐敘瑢《發光學與發光材料》）。通常用激發停止后、規定時間點處的發光強度（V_t）與激發停止前閃爍體發光強度最大值（V_max）的百分比來表示。根據延續時間的長短，又可將余輝分為極長余輝（>1s）、長余輝（100ms～1s）、中余輝（1ms～100ms）、中短余輝（10μs～1ms）、短余輝（1μs～10μs）、極短余輝（<1μs）等。不同的應用場合，對余輝的要求各不相同。對于應用于照明環境的長余輝材料，希望其余輝持續時間能夠達到數小時，甚至數天；而對于應用于成像屏的閃爍材料來說，則是希望其余輝越短越低越好，因此利用閃爍材料制作成像屏前后，都需要對其余輝強度進行有效的檢測。

目前市場上已經具備測試熒光材料極長余輝性能的裝置，但缺乏對中～短余輝進行測試的儀器。中國專利公開CN?1195217C記載了一種熒光余輝測量裝置，該裝置采用汞燈、氙燈、熒光燈或金屬鹵化燈等紫外光為激發光源，以機械旋轉的圓盤作為曝光控制器，該測量裝置只能用于長余輝熒光材料（比如夜光粉、蓄光粉、夜光指示牌等）的余輝的測量，其采用的曝光控制裝置是電動光閘，光路上設置了光漫射板和反光鏡等。

美國加州大學報道的一種閃爍材料余輝測試裝置（Ali?Douraghy等，Nuclear?Instruments?and?Methods?in?Physics?Research?A?569?（2006）?557–562）采用放射性元素所發射的伽馬射線為激發源，以光電倍增管（PMT）為光探測器，用于閃爍晶體的余輝測試。但因PMT的敏感探測區域在藍光附近，而對于波長較長的黃綠光則靈敏度較低，因此其使用范圍有很大的局限性。

美國輻射檢測設備公司（Radiation?Monitoring?Devices?Inc.）報道的一種閃爍材料余輝測試裝置（C.Brecher等，?Suppression?of?afterglow?in?CsI（Tl）?by?codoping?with?Eu²⁺—I:?Experimental），只記載了采用的部件，如用光電倍增管（PMT）作為光電轉換元件，以脈沖X射線作為激發源，以示波器作為記錄儀，但依然沒有解決對長波閃爍材料探測靈敏度偏低的問題。

北京公安部第一研究所報道的一種GY-I型晶體余輝測試儀（?董加彬等，《安檢設備中使用的短余輝碘化銫（鉈）晶體》），使用連續X射線作為激發光源，曝光控制采用快門關斷式，光電二極管作為信號接收器件。該裝置雖然探測效率有所提高，但快門關斷式的時間記錄方式存在比較大的誤差。

在中～短余輝測量中，既需要捕捉到樣品發光強度的最大值V₀，又需要監測激發停止后、微秒至百毫秒級時間范圍內發光強度隨時間的變化關系，尤其是，在激發停止一定時間后，樣品發光已變得很弱，探測到的微弱信號極易被淹沒在背景和噪聲中，導致數據波動劇烈。因此怎樣對弱信號進行真實有效的探測，成為余輝測試裝置設計的關鍵。因此設計研制精度高、穩定性和可靠性良好的余輝測試裝置成為本領域迫切需要解決的問題。

發明內容

鑒于以上所述，本發明所要解決的技術問題在于提供一種測試閃爍材料余輝的裝置及方法，能夠有效地對閃爍材料的中～短余輝進行測試。

為了解決上述技術問題，根據本發明的一方面，提供一種測試閃爍材料余輝的裝置，包括：暗箱；設于所述暗箱內的激發光源；用于控制所述激發光源以使其按次數曝光的曝光控制單元；在所述暗箱內位于所述激發光源下方且用于載置閃爍材料的臺架；在所述臺架上設于所述閃爍材料下方以將所述閃爍材料產生的光信號轉換為電信號的光電轉換器件；與所述光電轉換器件相連以將所述電信號轉換為電壓信號并放大的放大電路；用于采集所述電壓信號的信號采集單元；以及用于將采集到的所述電壓信號轉換為電子數據并顯示的控制單元。