[发明专利]一种新型表征透明块体材料现场透光性能的方法

说明书

本发明涉及一种新型表征透明块体材料现场透光性能的方法，包括：使位于透明块体材料一边的外界辐照源及白光光源入射到透明块体材料上，由位于透明块体材料另一边的探测器接收透射光从而得到表征透明块体材料的透光性能的原始数据，其中原始数据为原始透过光谱和/或原始吸收光谱；外界辐照源入射到透明块体材料的时间与白光光源入射到透明块体材料的时间之间存在时间间隔A，0≤时间间隔A＜10分钟。本发明的方法满足不同材料性能和产品质量检测的各种需求。

技术领域

本发明涉及一种新型的透明块体材料现场透光性能的表征方法，属于材料表征技术领域。

背景技术

透明单晶、透明玻璃、透明陶瓷和透明塑料等构成的透明块体材料具有丰富的光电功能，可以用于制备激光器、安检仪、医用层析扫描仪、照明显示光源、汽车前灯、环境指示物、电磁量能器、光通信增益放大器等与工业制造、国家安全和居家生活密切相关的产品，是这些应用领域的关键材料支撑。这些透明块体材料主要是在外界辐照下实现光电功能的，比如透明闪烁陶瓷工作时需要有X射线、阴极射线和伽玛射线等高能辐照入射到材料上；而透明激光陶瓷也是需要红外泵浦光照射来实现激光的输出。因此，外界辐照下的性能表征结果是衡量材料的性能或者产品质量是否满足需求的直接和可靠的技术依据。

在透明块体材料的各种性能中，透光性能与材料的光电功能直接相关，是材料的关键技术指标之一。这是因为透光性能不但是材料“透明性”的反映，而且决定了材料对外界输入能量的传输和转化，从而制约了材料的光电功能。比如照明材料的透光性能关系到材料的发光颜色和电－光转换效率；激光材料的透光性能决定了激光波段、泵浦光波长以及出光效率；而闪烁材料的透光性能也会影响到探测器的线性响应效果、最终的光产额和成像空间分辨率等。因此，现场表征外界辐照下的透光性能是评估和改进透明块体材料实用水平的关键基础之一。

然而现有的用于透光性能测试的设备和技术并不能满足现场表征的要求。这是因为它们仅提供测试透光性能的分光光度计，给予的外界辐照也只有用于测试透光性能的白光光源，比如卤钨灯等，而不是材料工作时面临的外界辐照。另外，从测试方式的角度来看，现有的透明块体材料的透光性能测试方式有两种：(1)不考虑外界辐照，直接将样品放在商业分光光度计中测试透过光谱或吸收光谱；(2)考虑外界辐照，比如先用X射线辐照透明闪烁陶瓷，然后再到商业分光光度计中测试透过光谱或吸收光谱，从辐照完成到开始测试透过光谱或吸收光谱的时间间隔有十几分钟甚至更长。显然，第一种测试是不能给出外界辐照下透明块体材料透光性能的；而第二种测试给出的是外界辐照对透明块体材料透光性能影响中存在时间较长的效应，丢掉了短时间效应产生的结果，因为这部分效应在这段较长的时间间隔中，由于材料的自恢复作用已经被抹除了。但是在外界辐照下，这部分短时间效应仍然实际影响着材料的透光性能，进而可能导致材料工作时光电功能的劣化，使得材料实际工作时的性能严重偏离根据现有的、非现场测试结果给出的预期性能，降低了材料性能或产品检测结果的有效性，因此这种测试方式距离准同步测试的要求也相去甚远。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明的目的在于提供一种现场表征透明块体材料透光性能的方法，测试透光性能与外界辐照入射到透明块体材料的两个过程在时间上满足同步或准同步的要求(外界辐照的发生与透光性能的测试之间的时间间隔为零或者低于某一时间)，从而可以得到材料在外界辐照下的现场透光性能，可以用于材料性能或产品质量的检测以及有关仪器的设计和产业化。

在此，本发明提供一种表征透明块体材料现场透光性能的方法，所述方法包括：使位于透明块体材料一边的外界辐照源及白光光源入射到所述透明块体材料上，由位于所述透明块体材料另一边的探测器接收透射光从而得到表征所述透明块体材料的透光性能的原始数据，其中所述原始数据为原始透过光谱和/或原始吸收光谱；

所述外界辐照源入射到所述透明块体材料的时间与所述白光光源入射到所述透明块体材料的时间之间存在时间间隔A，0≤时间间隔A＜10分钟。