一种铽离子激活闪烁光纤面板及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106698925A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201710096456.6(22)申请日2017.02.22(71)申请人吉林师范大学地址136000吉林省四平市铁西区海丰大街1301号(72)发明人张勇楚学娟吕景文魏茂彬刘洋(74)专利代理机构吉林省长春市新时代专利商标代理有限公司22204代理人石岱(51)Int.Cl.C03C3/062(2006.01)C03C4/12(2006.01)C03C13/04(2006.01)G21K4/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铽离子激活闪烁光纤面板及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种铽离子激活闪烁光纤面板及其制备方法。闪烁光纤面板由芯料玻璃、皮料玻璃和光吸收玻璃材料构成。本发明所述的闪烁光纤面板的制备方法包括：①按原料组将所有原料混合并研磨均匀，得到配合料；②将配合料制成玻璃熔体；③将玻璃熔体铸模成形，在马弗炉中保温退火；④将退火后的玻璃加工成棒状闪烁玻璃，即为闪烁玻璃芯料棒；⑤将闪烁玻璃芯料棒、皮料玻璃及光吸收玻璃进行匹配制备出闪烁光纤面板坯板，最后制备成闪烁光纤面板。本发明制备的闪烁光纤面板结构紧凑、空间分辨率高，可实现X射线等高能射线的高分辨率成像探测，推广应用价值高。CN106698925ACN106698925A权利要求书1/1页1.一种铽离子激活闪烁光纤面板，包括阵列排布的数条闪烁光学纤维，相邻闪烁光学纤维之间的空隙填充有光吸收玻璃材料，所述闪烁光学纤维包括皮料玻璃和芯料玻璃，其特征在于：所述芯料玻璃为铽离子激活闪烁玻璃，单根芯料玻璃直径最小为6微米，在X射线等高能射线激发时可以发出波长范围在450~700nm的可见光。2.根据权利要求1所述的闪烁光纤面板，其特征在于，所述的铽离子激活闪烁玻璃芯料的原料组分按质量百分比为：SiO2：28%~40%；BaF2：5~10%；BaO：25~30%；Al2O3：1~2%；Gd2O3：10~20%；Tb2O3：8~18%；Ce2O3：0~2%；Dy2O3：0~2%；Sb2O3：0~1%。3.权利要求1所述铽离子激活闪烁光纤面板的制备方法，其特征在于，包括以下基本步骤：①、按原料组分称取各原料，将所有原料混合并研磨均匀，得到配合料；②、将所述配合料倒入铂金坩埚中，在玻璃熔化炉内熔制成玻璃熔体，熔化温度1400~1500℃，熔化后保温时间2~4小时；③、将所述玻璃熔体倒入经预热400~500℃处理的铸铁模具上铸模成形，成形后放置于马弗炉中进行保温退火，退火温度600~700℃，然后再关闭电炉电源随炉冷却至室温；④、将退火后的玻璃经过切割、表面研磨、抛光后加工成棒状闪烁玻璃，即为闪烁玻璃芯料棒；⑤、将闪烁玻璃芯料棒作为制备闪烁光纤面板的芯料材料，与光纤面板的皮料玻璃和光吸收玻璃进行匹配，然后经拉丝、排板、热熔压成型制备出闪烁光纤面板坯板，最后将坯板经过光学加工制备成所需要尺寸的闪烁光纤面板。2CN106698925A说明书1/5页一种铽离子激活闪烁光纤面板及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及光纤面板制备领域，具体涉及一种铽离子激活闪烁光纤面板及其制备方法。背景技术[0002]闪烁体材料是一类在吸收高能粒子或射线后能够发光的材料，是一种能量转换体。在高能物理与核物理、地球探测、工业和医学成像等领域发挥着十分重要的作用。近年来，随着X射线成像技术，特别是X射线断层成像（X-rayCT）和正电子发射X射线断层成像技术（PET）的迅速发展，传统胶片成像的方法已远不能适应实际的需求。[0003]闪烁光纤面板是在闪烁体材料和光纤面板的技术基础上发展起来的一种新型功能器件，同时具备了闪烁体材料和光纤面板的功能，具有数值孔径高、级间耦合损失小、空间分辨率高、光学零厚度等特点。高能射线辐射产生的荧光被束缚在光纤内部沿光纤传输，理论上其空间分辨率与光纤长度无关，因此可以根据实际需要，灵活设计闪烁光纤面板的厚度，在提高探测效率的同时保持高的空间分辨率。[0004]目前在X射线成像中广泛应用的闪烁转换屏主要是由闪烁晶体、微柱结构的CsI(TI)晶体膜等闪烁材料构成。这些闪烁材料制备工艺复杂、生产成本高昂，大批量和大尺寸生产难度大，且始终存在探测效率和分辨率相互制约的矛盾。对于X射线等高能射线，为提高闪烁转换屏的探测效率，必然会增加转换屏中闪烁材料的厚度，使高能射线的能量可以在有效的路径上得到充分沉积，而厚度的增加又会使转换屏成像的空间分辨率降低。因此，传统的X射线转换屏很难同时满足高空间分辨率和高X射线探测效率的要求。发明内容[0005]本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种集光性能良好，空间分辨率