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日本Oxide高质量闪烁晶体LGSO, GSO, GSOZ, GPS，出色平衡性
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（Lu2-xGdxSiO5)，Fast-LGSO（Ce:LuxGd2-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Zeff | 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. LGSO（Lu2-xGdxSiO5)
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Zeff | 63 | 63 | 77 | 50 |
| 吸湿性 | 无 | 无 | 无 | 有 |
| 自发辐射 | 有 | 有 | 无 | 无 |
二. Fast-LGSO (Ce:LuxGd2-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. 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Zeff | 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 | - | - | - | - |
四. GPS (Ce:Gd2Si2O7)
特点：
-所有氧化物闪烁晶体中的光场
-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 | - | - |
