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Oxide闪烁晶体

Oxide闪烁晶体中， LGSO晶体，LGSO晶体，GSO晶体，GSOZ晶体，GPS晶体各具特色，比如耗散功率高，衰减时间短，淬灭温度高等。

所属品牌： Oxide

产品介绍

日本Oxide公司闪烁晶体GSOZ, GPS，LGSO, GSO，平衡性出色，高质量

Oxide公司致力于光学晶体的生长研发。其中一类被称为闪烁晶体的GSO,GSOZ,GPS,LGSO是一类比较有价值的稀土硅酸盐，常被应用于高能粒子射线的探测。这些闪烁晶体的化学式全称是LGSO（Lu_2-xGd_xSiO₅)，Fast-LGSO（Ce:Lu_xGd_2-xSiO₅)，GSO（Gd₂SiO₅)，GSOZ（Zr:Gd₂SiO₅），GPS（Ce:Gd₂Si₂O₇)。闪烁晶体的特点是当有X射线等高能粒子辐射照在晶体上时，会将激发出光子产生闪烁的荧光，因此称之为闪烁晶体。原理是当晶体受到入射粒子的撞击时，会吸收其能量并闪烁（即以光的形式重新发射所吸收的能量）。有时，激发态是亚稳态的，因此从激发态到较低态的弛豫会延迟（根据材料的不同，需要从几纳秒到几小时）：该过程对应于两种现象中的任何一种，这取决于跃迁的类型以及发射的光光子的波长：延迟荧光或磷光，也称为辉光。下面简单介绍下每种晶体。

Oxide的闪烁晶体与NaI:Tl的对比

参数	NaI:Tl	GSO	GSOZ	LGSO	Fast-LGSO	GPS
密度（g/cm³）	3.67	6.71	6.71	7.3	7.3	5.5
有效原子序数Z_eff	50	58	58	63	63	~56
吸收系数（511keV）	0.35	0.7	0.7	0.85	0.85	~0.6
峰值波长（nm）	415	430	430	410	410	~380
峰值波长折射率	1.85	1.85	1.85	1.83	1.83	~1.8
输出光（arb. Unit）	100	20	24	~90	70~80	~140
衰减时间（ns）	230	30~70	40~60	41	30~35	~150
能量分辨率（%在662keV）	7	9	9	~8	~8	~6
吸湿性	有	无	无	无	无	无
自发辐射	无	无	无	有	有	无
熔点（°C）	651	1950	1950	2100	2100	1800

一. GPS (Ce:Gd₂Si₂O₇)

特点：

-所有氧化物闪烁晶体中最强的光场

-高达300摄氏度依然有出色的表现、

-不具有吸湿特性

-无自发辐射

应用：

-单光子发射计算机断层扫描(single photon emission computed tomography，SPECT)

-国土安全

-一般的辐射监测

特性曲线：

与传统的闪烁晶体对比：

参数	GPS	GSO	La-GPS	LaBr₃	NaI:Tl
输出光（NaI=100）	~140	20	~120	160	100
衰减时间（ns）	50~130	30~60	50~70	25~30	230
ΔE/E（¹³⁷Cs, %）	5~7	8~10	5~7	3~4	7
密度（g/cm³）	5.5	6.7	~5.3	5.08	3.7
吸湿性	无	无	无	有	有
自发辐射	无	无	几乎没有	有	无
温度淬灭（°C）	300	150	>150	-	-

二. GSO (Ce:Gd₂SiO₅) & GSOZ(Zr:Gd₂SiO₅)

特点：

-对所有闪烁特性具有出色的平衡性

-良好的分辨率

-受掺Ce浓度影响的衰减时间

-良好的辐射硬度

-无本底辐射

-掺Zr的GSO有较好的透过率

应用：

与经典闪烁晶体的对比：

参数	GSO	GSOZ	LGSO	LSO	BGO	NaI:Tl
输出光（NaI=100）	20	24	~80	~80	12	100
衰减时间（ns）	30~60	30~60	~42	~42	300	230
峰值波长（nm）	430	430	410	410	480	415
密度（g/cm³）	6.7	6.7	7.3	7.4	7.13	3.67
有效原子序数Z_eff	58	58	63	63	77	50
吸湿性	无	无	无	无	无	有
自发辐射	无	无	有	有	无	无
温度淬灭（°C）	150	150	-	-	-	-

三. Fast-LGSO (Ce:Lu_xGd_2-xSiO₅)

特点：

-比传统LGSO更快的衰减时间

-其他与LGSO相似的优点

应用：

正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，PET）

特性曲线：

与传统的闪烁晶体的对比：

	Fast-LGSO	LGSO	LSO	LYSo	NaI:Tl
输出光（NaI=100）	~80	~80	~80	~80	100
衰减时间（ns）	30~35	~42	~42	~40	230
ΔE/E（¹³⁷Cs, %）	8~10	8~10	8~10	~10	7
密度（g/cm³）	7.3	7.3	7.4	7.2	3.7
吸湿性	无	无	无	无	有
自发辐射	有	有	有	有	无

三. LGSO（Lu_2-xGd_xSiO₅)

LGSO是作为新型辐射探测器的关键材料，具有如下特点

-高耗散功率

-高输出功率

-高分辨率

-快速的衰减时间

-有利于TOF PET

应用方面：正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，PET）

特性曲线：

与其他闪烁晶体的对比：

	LGSO	LSO	BGO	NaI:Tl
输出光（NaI=100）	~80	~80	12	100
衰减时间（ns）	~42	~42	300	230
峰值波长（nm）	410	410	480	415
密度（g/cm³）	7.3	7.4	7.13	3.67
有效原子序数Z_eff	63	63	77	50
吸湿性	无	无	无	有
自发辐射	有	有	无	无

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