[发明专利]一种基于Ce:YAG晶片的复合结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学领域，特别涉及一种基于Ce:YAG晶片的复合结构及制作方法。

背景技术

铈离子掺杂的钇铝石榴石(Ce:Y₃Al₅O₁₂或Ce:YAG)晶体是80年代出现的新型无机闪烁晶体，由于具有较高的光输出和较快的时间衰减常数等优点，在高能物理、核物理、影像核医学、工业在线检测以及照明等领域有着广泛的应用前景。除了具有相对较高的光输出(20000Ph/MeV)和较快的时间衰减(88ns/300ns)外，Ce:YAG闪烁晶体还具有较好的光脉冲区分γ线和α粒子能力，能发射与硅光二极管有效耦合的550nm荧光，能被435nm-470nm波段的蓝光激发并与之合成白光，以及具有YAG基质优良的物理化学等特征。同时Ce:YAG适合生长大尺寸晶体，切割加工工艺也相对简单，能加工成各种形状的晶片，应用前景相当广泛。

Ce:YAG晶片具有众多优良性能，但主发光峰位在525nm-550nm，峰宽约65-70nm，波长相对单一，在一些需要长波长探测或者照明的场合其效用有所降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，通过在Ce:YAG晶片表面增加红光发光层，形成一种可实现从绿光到红光宽波段发光的复合光学结构。

本发明提供一种基于Ce:YAG晶片的复合结构，包括Ce:YAG晶片及固定在所述Ce:YAG晶片上的红光发光层。

优选的，所述红光发光层的主发光峰在580nm～660nm范围内。

优选的，所述红光发光层为掺杂红光荧光粉的红光发光膜。

优选的，所述红光发光层还可以是掺杂红光荧光粉的透明胶体层。

优选的，所述红光发光层是掺杂红光发光中心的晶体、陶瓷或玻璃中的一种。

为解决上述问题，本发明还提供一种基于Ce:YAG晶片的复合结构的制作方法，包括以下步骤：

(1)通过提拉法、温度梯度法或者泡生法制作Ce:YAG晶片；

(2)对步骤(1)制得的Ce:YAG晶片切磨抛光得到所需尺寸的荧光晶片；

(3)在步骤(2)制得的荧光晶片上增加红光发光层。

优选的，所述步骤(3)中红光发光层为采用物理或化学气相沉积方法镀的红光发光膜。

优选的，所述步骤(3)中红光发光层为掺杂红光荧光粉的的透明胶体层。

优选的，所述步骤(3)中红光发光层为固定在荧光晶片上并掺杂稀土或者过渡金属红光发光中心的晶体、陶瓷或玻璃中的一种。

本发明中Ce:YAG晶片的发光波段为520nm-600nm，主峰位于525nm-550nm，红光发光层选择发光波段在580nm～660nm范围的荧光粉或者直接在基质中掺杂红光发光离子，两波段重合形成宽发光峰，从而实现从绿光到红光宽波段的发光。其中所选红光荧光粉多为Eu元素发光，发光衰减时间为微秒量级。

采用本发明方法制得一种基于Ce:YAG晶片的复合结构，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)成本低，加工方式多样，工艺简单。

2)光产额高，时间特性好，发射光谱宽，显色效果好。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图

图2是实施例1中镀Eu:Y₂O₃膜组合结构发光谱图

图3是实施例2中涂胶方式镀红光荧光粉膜组合结构发光谱图

图4是实施例3中硅胶贴合Eu:YAG晶片组合结构发光谱图

图5是实施例5中复合结构发光谱图

图6是实施例6中复合结构发光谱图

图中，1、Ce:YAG荧光晶片；2、红光发光层；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明实施例一种基于Ce:YAG晶片的复合结构的示意图，其包括Ce:YAG晶片1及固定在所述Ce:YAG晶片1上的红光发光层2。

实施例1：