[发明专利]具有融合光学元件的陶瓷磷光体叠层体、其制造方法和包含其的制品

说明书

本发明公开了具有融合光学元件的陶瓷磷光体叠层体、其制造方法和包含其的制品。本文中公开了闪烁体，其包含在单个块中的具有下述结构式(1)的多种石榴石组合物：M¹_aM²_bM³_cM⁴_dO₁₂(1)其中，O表示氧；M¹、M²、M³、和M⁴表示彼此不同的第一、第二、第三和第四金属；其中，a+b+c+d之和为约8；其中，“a”具有2至3.5的值，“b”具有0至5的值，“c”具有0至5的值，“d”具有0至1的值；其中，“b”和“c”、“b”和“d”、或者“c”和“d”不能两者同时等于0；其中，M¹是稀土元素，包括钆、钇、镥、或者它们的组合，M²是铝或硼，M³是镓，并且M⁴是共掺杂物；其中，具有相同结构式的两个组合物不彼此邻接，并且其中，单个块不存在不同组合物之间的光学界面。

技术领域

本文中公开了具有融合光学元件的陶瓷磷光体叠层体（phoswich）、其制造方法和包含其的制品。

背景技术

在放射检测应用中，常期望的是提取来自检测介质的相互作用深度的信息。这改善了在固体内相互作用的伽马粒子的定位。允许提取该信息的常用方法是通过使用磷光体叠层体结构，其中，两个或更多个闪烁体在一起结合成单个功能性单元。用于构建磷光体叠层体的闪烁材料具有可以用于确定磷光体叠层体的哪个部分与伽马粒子发生相互作用的独特闪烁特性(例如，不同的闪烁衰减时间、或者不同的波长)。由于用于磷光体叠层体结构中的闪烁体是通过使用折射率显著低于致密闪烁体的折射率的光学耦合材料而彼此光学地耦合，因此显著量的闪烁光子在闪烁体与光学耦合材料的界面处被反射或失去。这引起检测器能量和时间分辨率的显著降低。

发明内容

本文中公开了闪烁体，其包含在单个块中的具有下述结构式(1)的多种石榴石组合物：

M¹_aM²_bM³_cM⁴_dO₁₂ (1)

其中，O表示氧；M¹、M²、M³、和M⁴表示彼此不同的第一、第二、第三和第四金属；其中，a+b+c+d之和为约8；其中，“a”具有约2至约3.5的值，“b”具有0至约5的值，“c”具有0至约5的值，“d”具有0至约1的值；其中，“约”被定义为偏离所期望值的±10%；其中，“b”和“c”、“b”和“d”、或者“c”和“d”不能两者同时等于0；其中，M¹是稀土元素，包括但不限于钆、钇、镥、钪、或者它们的组合，M²是铝或硼，M³是镓，并且M⁴是共掺杂物（codopant）并且包括铊、铜、银、铅、铋、铟、锡、锑、钽、钨、锶、钡、硼、镁、钙、铈、钇、钪、镧、镥、镨、铽、镱、钐、铕、钬、镝、铒、铥、或钕中的一种；其中，具有相同结构式的两个组合物不彼此邻接，并且其中单个块中不存在不同组合物之间的光学界面。

本文中还公开了一种方法，其包括：将多种组合物彼此邻接地排布；将组合物互相压缩；并将组合物进行退火从而形成不存在不同组合物之间的光学界面的单个块；其中，多种组合物各自具有结构式(1)：