Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Zakład Optoelektroniki IF PS dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek Materiały scyntylacyjne wytwarzane.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Zakład Optoelektroniki IF PS dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek Materiały scyntylacyjne wytwarzane."— Zapis prezentacji:

1 Zakład Optoelektroniki IF PS dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek Materiały scyntylacyjne wytwarzane w PSz: BGO – wzorcowy materiał scyntylacyjny. PSz K05002 pixel (2*2*10 mm):PSz K05002 pixel (2*2*10 mm): poziomo LY hor = 828 phe/MeV pionowo LY ver = 404 phe/MeV zdolność rozdzielcza własna R 0 = 8.59 % własna wydajność scyntylacji LY 0 = 1084 phe/MeV współczynnik strat absorpcyjnych = 1.16 cm -1 PML BGO Photonic Materials N pixel (2*2*10 mm): poziomo LY hor = 847 phe/MeV pionowo LY ver = 471 phe/MeV własna wydajność scyntylacji LY 0 = 1057 phe/MeV !!! (brawo dla PSz!!!) współczynnik strat absorpcyjnych mi = 0.90 cm -1 (tym oni górują) Krótko komentując, wynik kryształu ze Szczecina w geometrii pionowej (a to nas najbardziej interesuje z punktu widzenia zastosowań takich jak PET) jest bardzo dobry, lepszy niż BGO Photonic Materials – dr Winicjusz Drozdowski, Zakład Optoelektroniki, Uniwersytet im. M. Kopernika, Toruń BGO 1. Scyntylatory MetodaCzochralskiego

2 Przetwornik na drugą harmoniczną lasera Nd:YVO 4 (1.06 m) o sprawności >30% i o wymiarach: 3*3*18 mm wykonany z nieliniowego monokryształu Li 2 B 4 O 7 Nieliniowy monokryształ Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 : Cr – materiał fotorefrakcyjny, relaksor: zapis holograficzny, piezotechnika, optyka nieliniowa (mieszanie fal) Langesity: LGT, LGT:Yb, Ho, LGT:Co Czteroboran litu: LBO, LBO:Co, LBO:Mn 2. Monokryształy nieliniowe 1. D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, W. Drozdowski, M. Berkowski, A. Worsztynowicz, "Growth and optical properties of Li 2 B 4 O 7 single crystals pure and doped with Yb, Co, Eu and Mn ions for nonlinear applications", Acta Phys. Pol. A, 107 (2005) R. Wyrobek, Przetwornik na wyższe harmoniczne lasera Nd:YAG na bazie Li 2 B 4 O 7, praca magisterska, promotor S.M.Kaczmarek 3. B. Felusiak, Liniowe i nieliniowe właściwości dielektryczne monokryształów Li 2 B 4 O 7, praca magisterska, promotor S.M. Kaczmarek 4. D. Piwowarska, Rozprawa doktorska, Szczecin 2005, promotor S.M. Kaczmarek

3 1. S.M. Kaczmarek, A. Bensalah, G. Boulon, " -ray induced color centers in pure and Yb doped LiYF 4 and LiLuF 4 single crystals, Optical Materials, 28/1-2 (2006) (1.339) 2. S.M. Kaczmarek, T. Tsuboi, M. Ito, G. Boulon, G. Leniec, "Optical study of Yb 3+ /Yb 2+ conversion in CaF 2 crystals", Journal of Physics: Condensed Matter, 17 (2005) (2.049) 3. G. Leniec, S.M. Kaczmarek, G. Boulon, "EPR and optical properties of CaF 2 :Yb single crystals", Proc. SPIE, vol (2005), pp Analiza centrów barwnych w monokryształach fluorków: CaF 2, LiLuF 4, LiYF 4, BaY 2 F 8, KY3F 10 domieszkowanych Yb 3+ Monokryształy CaF 2, LiLuF 4, LiYF 4, BaY 2 F 8, KY 3 F 10 domieszkowane Yb 3+ wykonane zostały we Francji w celu zastosowania ich jako matryce laserowe (i/lub materiały scyntylacyjne) generujące promieniowanie IR o dużej energii (koncentracja Yb aż do 30%). Wykorzystując badania spektroskopowe (absorpcja, fotoluminescencja, termoluminescencja) oraz EPR przeprowadzono analizę wpływu promieniowania gamma na właściwości optyczne monokryształów fluorków domieszkowanych iterbem. Pokazano, że oprócz centrów barwnych typu F, V k promieniowanie gamma wymusza zjawisko konwersji Yb 3+ /Yb 2+. W efekcie powstają dwa rodzaje centrów Yb 2+ (z uwagi na wysoką koncentracje Yb i występowanie par Yb 3+ -Yb 3+ ): centra Yb 2+ związane z Yb 3+ (para) oraz centra izolowane Yb 3+. Wyższa koncentracja jonów iterbu obniża intensywność dodatkowej absorpcji centrum typu F co oznacza współzawodnictwo tego centrum z jonami iterbu w wychwytywaniu elektronów comptonowskich (powstałych po naświetleniu kryszta- łu kwantami gamma w efekcie zjawiska Comptona).

4 4. Wzrost sprawności emisji monokryształów forsterytu Mg 2 SiO 4 :Cr, po ich wygrzaniu w tlenie i naświetleniu kwantami gamma Forsteryt – Mg 2 SiO 4 :Cr jest materiałem wykorzystywanym jako matryca laserowa dla laserów przestrajalnych. Pokazano, że kolejne procesy: wygrzanie w atmosferze utleniającej i naświetlenie kwantami gamma dawką 1.2*10 5 Gy prowadzą do wzrostu amplitudy wzbudzenia i emisji próbki forsterytu, a w konsekwencji lasera. Przyczyną tego jest wzrost koncentracji jonów Cr 4+ oraz powstanie centrów barwnych, z których transfer energii do poziomów wzbudzonych jonów Cr 4+ podnosi inwersję obsadzeń tych poziomów, w efekcie sprawność lasera. S.M. Kaczmarek, W. Chen, G. Boulon, "Recharging processes of Cr ions in Mg 2 SiO 4 and Y 3 Al 5 O 12 crystals under influence of annealing and -irradiation", Cryst. Res. & Tech., 41 (1) (2006) 41-47

5 Influence of the annealing and -irradiation on the absorption of YAG:Nd 1% crystal WTW WAT ICHTJ

6 Influence of the annealing and irradiation with protons of 20 MeV energy (cyclotron) and electrons (acceler.) of 1 MeV energy on the absorption of YAG:Nd 1% crystal IPJ Świerk

7 Influence of annealing (oxidizing and reducing atmospheres) and irradiation with gamma quanta on the optical output of YAG:Nd pulsed lasers - All forms of the irradiations: exposure to 60 Co gamma rays, over threshold electrons (1 MeV) and high energy (20 MeV) protons and annealing in hydrogen create almost the same damage centers which reduce optical output by absorbing of laser emission. - Gamma irradiation lowers the slope efficiency of pulsed laser. After subsequent pulses the output energy of the laser increases to the level, which comes out from the thermal equilibrium of rod being the heated by pumping pulses, and, air cooled. This increase of the laser energy after subsequent pumping pulses suggests that UV contained in the pump spectrum causes heating up the rod and accelerates those relaxation processes which decrease the AA.

8 YAlO 3 :Er (GGG:Er) GGG

9 SGG:Cr LN:Cu

10 Cu:LiNbO 3 (0.06at.%)Cu:LiNbO 3 (0.07at.%) Annealed10 13 prot cm prot cm prot cm -2 S.M. Kaczmarek, Thermal and radiation stability of pure and doped with Cu, Fe and Cr ions lithium niobate single crystals for optical applications, Ferroelectrics, 256 (2001) 175

11 - For given growth conditions (growth method, purity of the starting material, growth atmosphere, technological parameters) some definite sub-system of point defects appears in the crystal (e.g. active ions, vacancies, antisite ions, active ions, uncontrolled and controlled impurities or interstitial defects). At the end of the growth it is electrically balanced and is left in a metastable state. Some external factors, like irradiation or thermal processing, may lead to the transition of this sub-system from one metastable state to another. During this transition point defects may change their charge state. - Irradiation can induce numerous changes in the physical properties of a crystal ar a glass. This may originate from atomic rearrangements which take place powered by the energy given up when electrons and holes recombine non-radiatively, or could be induced by any sort of radiation or particle bombardment capable of exciting electrons across the forbidden gap E g into the conduction band. - Different type of treatments (annealing in reducing or oxidizing atmosphere, irradiation) differ in producing of characteristic defects. They may be color centers, polarons, trapped holes, Frenkel defects, recharged active, lattice or uncontrolled ions. In the absorption spectrum they may be observed even in infrared. The type of the radiation defects arising in the crystal and glasses strongly depends on wether the material was obtained or next annealed at oxidizing or reducing atmosphere - Fluency dependence of the additional absorption exhibit characteristic shape with maximum at about protons/cm 2, minimum at about protons/cm 2 and further sharp rise for higher fluencies. Such non- monotonic dependence is characteristic for color centers, rather than for Frenkel centers. For the latter ones, a monotonic, linear with proton fluency dependence is seen. The probable reason of the decrease in the region 2* protons/cm 2 could be mutual interaction of the cascades from different proton trajectories. - Irradiation and annealing treatments appear to be the effective tools of crystal change and characterization. The observed in the absorption spectrum changes after ionizing radiation or annealing treatment can have important influence on the performance of optoelectronic devices applied in e.g. outer space. The obtained results point to the direct influence of color centers on the processes of inverse population formation of many lasers. CONCLUSIONS

12 Laserowa diagnostyka plazmy Diagnostyka interferometryczna gęstości elektronów opiera się na pomiarze zmiany współczynnika załamania przez swobodne elektrony w plaźmie – heterodynowy interferometr laserowy (stellarator i tokamak). Stellarator TJ-II (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Madrid) – lasery CO 2, =10.6 m oraz He-Ne, =633 nm. Urządzenie wysokiej precyzji - heterodynowy system elektronicznej detekcji fazy. Tokamak Alcator C-mod (Plasma Science and Fusion Center, MIT, USA ) - laser Nd:YAG z podwajaną częstotliwością ( 1 =1.064 mm i 2 =0.532 mm). Pomiar gęstości elektronów 3*10 20 m -2 z rozdzielczością 1*10 19 m -2. GOTL – Optoelectronics and Laser Technology Group, Universidad Carlos III de Madrid Reflektometria jako narzędzie diagnostyczne do określenia profili gęstości i fluktuacji w plazmie. Pomiar temperatury elektronów eV z wykorzystaniem promieniowania K i K. Lasery piko i femtosekundowe. Investigation of ternary fluoride compounds (e.g. LiBaF 3 ), perspective as active storage – read out media for imaging of slow neutron flux. The radiation energy detectors and storage – read out materials. Composition and structure, optical characteristics, accumulation kinetics of defects created by X-ray and slow neutron irradiation; EPR, ODMR and MCD spectroscopy of intrinsic and impurity defects; Composition, time-resolved spectral characteristic of intrinsic and impurity luminescence centres, their participation in electronic recombination processes; Advanced thermoactivation spectroscopy of deep traps and decay of radiation defects starting from 10 K; Photostimulated read-out of slow neutron or X- irradiation stored energy; Growth and preparation of single ternary fluoride crystals. Investigation of metal ions in fusion plasmas using emission spectroscopy

13 Optoelektronika w ITERZE np. czujniki światłowodowe temperatury, ciśnienia, naprężeń – temperatury pracy >1000 o C Skład grupy: Prof. P.S. Dr hab. Inż. S.M. Kaczmarek Prof. Dr Arlen Valozhyn (polimidy) Dr Hubert Fuks Dr Danuta Piwowarska Mgr Adam Worsztynowicz Mgr Grzegorz Leniec Ewentualni partnerzy: Grupa MOL Hiszpania Materiały do tokamaka: Dr Rubel, Szwecja Prof. Kurzydłowski, WIM PW Warszawa


Pobierz ppt "Zakład Optoelektroniki IF PS dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek Materiały scyntylacyjne wytwarzane."

Podobne prezentacje


Reklamy Google