闪烁体探测器的光学收集系统包括反射层、耦合剂以及光导,它们可使闪烁体发射的光能够均匀、有效的收集在光电倍增管的光阴极上。
一,反射层
反射层的作用是把闪烁体中向四周发射的光有效的收集到光阴极上。一般用作反射层的材料有:氧化镁、二氧化钛、铝箔、镀铝塑料薄膜、聚四氟乙烯带子等。
二,光学耦合剂
由于闪烁体与光阴极接触的界面存在着空气,为了尽量减少光线在交界面上发射全反射,以利于将光子大部分收集到光阴极上去,需要在闪烁体与光电倍增管之间加上一层耦合剂,其作用是有效的把光传给光电倍增管的光阴极,减少光在闪烁体与光阴极窗界面的全反射。光学耦合剂有硅油、硅脂、甘油、真空泵油等。
三,光导
光导的作用是有效的把光传递给光电倍增管的光阴极。光导一般用于以下几种情况:
1, 当使用的闪烁体面积比光电倍增管面积大时,可以用光导作为中间过度,使闪烁体射出的光子较多的进入光阴极。
2, 在强磁场中探测射线时,光电倍增管不能放置在磁场中,可以用较长的光导将光引到光电倍增管的光阴极上。
3, 由于空间受限:比如医学诊断中,将体积很小的闪烁体放在体内,可用长的纤维光导将光引到光阴极上。
4, 当闪烁体的表面与光阴极表面形状不一致时,也需要用光导过渡。
光导的材料有聚乙烯甲基苯、聚苯乙烯塑料、有机玻璃、石英玻璃等,光导的形状和尺寸应该根据用途而定,一般有圆柱体、截顶圆锥体、截顶金字塔、长条、长丝等形状。
参考文献:
[1]原子核物理实验方法
[2]粒子探测技术及数据获取
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