卓立汉光瞬态荧光光谱仪精准捕获XEL光谱

近日，哈尔滨工程大学任晶教授团队在近红外闪烁玻璃领域取得重要进展。研究成果以“The impact of codoping on the near-infrared scintillation emissions of Er3+-doped gadolinium tellurite glass”为题发表在国际知名期刊《Ceramics International》上。哈尔滨工程大学为该论文第一单位，任晶教授/钱森研究员为共同通讯作者。今天小卓为大家分享该研究成果，希望对您的科学研究或工业应用带来一些灵感和启发。

应用方向：近红外闪烁体、闪烁玻璃、X射线探测、高剂量辐射探测

近红外（NIR）玻璃闪烁体因其抗辐射损伤特性以及与光纤系统的兼容性等独特优势，在远距离非接触式辐射探测领域日益受到关注。然而，目前关于此类玻璃近红外闪烁机理的研究仍显不足，特别是稀土离子共掺杂对闪烁性能的影响机制尚不明确。

近日，任晶教授团队通过研究Er3+/Yb3+掺杂TeO2-BaO-GdF3玻璃体系，发现在X射线激发下，近红外光致发光增强的经典能量转移敏化策略并未能有效提升辐射发光性能。

图1. Er3+掺杂钆碲酸盐近红外闪烁玻璃的X射线激发发光（XEL）光谱：(a) 500-800 nm波段，(b) 1450-1650 nm波段。

图2. Yb3+/Er3+共掺杂钆碲酸盐近红外闪烁玻璃的X射线激发发光（XEL）光谱：(a) 500-800 nm波段，(b) 925-1125 nm波段，(c) 1450-1650 nm波段。

实验结果表明由于光致发光（PL）与辐射发光（RL）的发光机制存在本质差异，GdF3和Yb2O3的引入能显著增强Er3+在可见光和近红外波段的PL发光强度；然而在辐射发光过程中，GdF3改性玻璃的可见光与近红外RL发射呈现竞争关系，而Yb3+/Er3+共掺杂体系则主要表现为Yb3+与Er3+近红外RL发射的相互制约。要实现最优闪烁性能，需要精确调控各能级跃迁概率并优化能量传递效率。

图3. Yb3+/Er3+掺杂钆碲酸盐近红外闪烁玻璃的能级示意图

图4. 20Gd样品在不同X射线剂量下的XEL光谱(a)和(b)，样品实物照片(c)；重复X射线辐照后的透射光谱(d)和(e)。

实验测得在61.6 Gy到309.5 Gy范围内，Yb3+/Er3+掺杂钆碲酸盐近红外闪烁玻璃的X射线激发发光（XEL）强度与辐照剂量率之间具有优异的线性响应特性。样品在3000 Gy剂量内近红外波段发射强度几乎不受辐照损伤影响并具备热还原能力。

Yb3+/Er3+掺杂钆碲酸盐近红外闪烁玻璃适用于高剂量辐射环境（如核反应堆）以及远程辐射监测（如海底光缆系统）等特殊场景。

关于此文章的更多细节请点击以下原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.04.175

配置推荐：

文中Yb3+/Er3+掺杂钆碲酸盐近红外闪烁玻璃的X射线激发发光（XEL）测试，采用的是闪烁体性能测试系统，配备X射线管。该设备组合可用于研究新型闪烁体材料的发光特性。

文中X射线激发发光（XEL）光谱数据采用卓立汉光公司的OmniFluo990稳态瞬态荧光光谱仪上配置X射线辐射发光样品仓测试得到。卓立汉光新推出的第二代X射线辐射发光样品仓具有以下特点：

• 满足国标《低能射线装置放射防护标准》（GBZ115-2023）的要求的整机设计方案，为实验安全护航。

• 提供光管控制，辐射表控制功能，无需实验人员监测，即可完成长时间的，复杂的实验方案。

• 反射和透射式光谱测试可选，预留温控台和定制积分球空间，可实现变温测试和辐射发光强度测试。    

OmniFluo990 & X 射线辐射发光样品仓

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