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微透镜阵列调控闪烁体光输出的机理与应用研究

批准号:
11975168
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘波
依托单位:
学科分类:
粒子探测技术
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘波

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
闪烁探测系统广泛应用于高能物理、深空探测、武器试验诊断、核医学成像、安检等领域,涉及大科学装置和国家安全的重大需求。然而闪烁体具有较高的折射率,其闪烁发光受到全反射的影响,降低了光输出效率,严重限制了探测系统性能的提升。微透镜表面具有特殊的曲率半径,当其被制备于闪烁体表面时可以改变光输出界面的结构,使得部分被全反射的光能够实现有效输出,微透镜组成阵列后将可以实现大面积闪烁体的光输出调控。基于此原理,本项目将在充分理解微透镜阵列对于闪烁体光输出调控作用的基础上,设计制备相应结构,获得闪烁体光输出效率显著增强、光输出方向性可控的表面具有微透镜阵列结构的闪烁体材料。基于微透镜阵列对闪烁体性质的改善,获得探测系统在信噪比、能量分辨率和时间分辨率等方面的性能提升,为解决制约闪烁探测系统性能突破的瓶颈问题提供新的思路和方法。
英文摘要
Scintillation detection systems are widely used in high energy physics, deep space exploration, weapon test and diagnosis, nuclear medical imaging, security inspection and other fields, involving large scale scientific facilities and national security needs. However, the scintillators have high refractive indices, and thus their light output can be affected by total internal reflection, which reduces the light output efficiency and seriously limits the improvement of the detection system performance. The surface of the microlens has a special curvature radius, which can change the structure of the light output interface, so that part of the light originally totally reflected can achieve effective output. The light output of a large area scintillator can be controlled by a microlens array. Based on this principle, the present project will design and fabricate the microlens arrays on the surface of scintillators to control the scintillation light output, which can significantly enhance the light output efficiency of scintillator and control the direction of output. Based on the improvement of the properties of scintillators by microlens arrays, the performance of the detection system is improved in terms of signal-to-noise ratio, energy resolution and time resolution, which provides new ideas and methods for solving the bottleneck problem that restricts the performance breakthrough of the scintillation detection systems.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1364/oe.404815
发表时间: 2020-09
期刊: Optics express
影响因子: 3.8
作者: [X. Ouyang;Bo Liu;Xincheng Xiang;Zhichao Zhu;Liang Chen;Xiaojing Song;Di Yuan;Chuanxiang Chen]
通讯作者: X. Ouyang;Bo Liu;Xincheng Xiang;Zhichao Zhu;Liang Chen;Xiaojing Song;Di Yuan;Chuanxiang Chen
DOI: --
发表时间: 2022
期刊: 人工晶体学报
影响因子:
作者: [李志伟, 唐慧丽, 徐军, 刘波]
通讯作者: 刘波
DOI: 10.1364/oe.435366
发表时间: 2021-07
期刊: Optics express
影响因子: 3.8
作者: [Jiawen Chen;Huili Tang;Zhiwei Li;Zhichao Zhu;M. Gu;Jun-long Xu;X. Ouyang;Bo Liu]
通讯作者: Jiawen Chen;Huili Tang;Zhiwei Li;Zhichao Zhu;M. Gu;Jun-long Xu;X. Ouyang;Bo Liu
DOI: 10.1016/j.jlumin.2023.119982
发表时间: 2023-06-11
期刊: JOURNAL OF LUMINESCENCE
影响因子: 3.6
作者: [Yuan,Di, Liu,Mingjie, Liu,Bo]
通讯作者: Liu,Bo
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    利用表面晶格共振调控快闪烁体氟化钡发光性质
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      55万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      刘波
    • 依托单位:
    表面等离激元型快闪烁体的调控机理及应用探索
    • 批准号:
      11574230
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      73.0万元
    • 批准年份:
      2015
    • 负责人:
      刘波
    • 依托单位:
    利用人工微结构实现闪烁体光提取效率的提高和发光方向性的调控
    • 批准号:
      11374229
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      90.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      刘波
    • 依托单位:
    超快闪烁体伽玛碘化亚铜的同步辐射真空紫外与红外光谱研究
    • 批准号:
      11179019
    • 项目类别:
      联合基金项目
    • 资助金额:
      52.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      刘波
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金