陈艳平， 罗德礼， 黄 斌， 程 浩， 唐贤臣， 李 强， 雷洪波， 陈丹平

1. 中国工程物理研究院材料研究所， 四川 绵阳 621907 2. 表面物理与化学重点实验室， 四川 绵阳 621907 3. 中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800

引 言

稀土离子(rare earth， RE)掺杂玻璃闪烁材料有着成分可调、 易浇注成各种形状和实现大批量、 大尺寸生产以及可拉制成光纤的特点， 在稀土发光材料与高能射线探测应用等方向引起了大家的广泛关注[1-3]。 其中， Tb3+掺杂锂铝硅酸盐玻璃具有化学耐久性、 热稳定性好， 发射光谱峰值波长约为550 nm， 能与硅探测器直接耦合的特点而应用于X射线照相和无损检测等领域[4-6]。 相比于其他稀土元素， 虽然Tb3+在玻璃中的发光性能受玻璃基质和含量的影响相对较低， 但其光谱性能仍然与掺杂离子浓度、 玻璃的晶体场强度、 声子能量大小、 缺陷浓度等密切相关。 Sontakke等[7]指出： 在高钙铝硅酸盐基质中， 随掺杂Tb3+浓度增大，5D3的发射强度先增大、 后减小； 而5D4发射强度随Tb3+浓度线性增大； 共振能量转移方式的能级布居的级联弛豫导致了5D4发射强度的增强。 Hussain等研究[8]表明： 在锌硼铝硅玻璃基质内， 发光强度随Tb3+掺杂浓度先增大、 后减小， 存在高浓度掺杂离子团簇导致的部分发光猝灭现象。 与单晶材料相比， 非晶态的玻璃基质内Tb3+掺杂浓度低， 能量转移效率低， 且容易发生浓度猝灭， 其光产额低。 为了抑制浓度猝灭， 提高Tb3+掺杂材料荧光发射效率， Fasoli[9]等通过快速热处理， 改变Tb3+在石英玻璃基质内分散程度， 提升Tb3+荧光发射效率；……