微光譜應用|QE Pro助力閃爍體材料發光性能表征

閱讀：163 發布時間：2026-6-17

閃爍體材料作為輻射探測領域的“光轉換心臟"，在輻射探測、醫學影像、高能物理、安檢安防、工業無損檢測等關鍵領域發揮著不可替代的作用。從PET-CT中精準捕捉腫瘤病灶的微弱γ信號，到行李安檢中快速識別危化品，閃爍體的發光性能直接決定了探測系統的靈敏度與分辨率。

而要開發出光產額更高、衰減時間更短、穩定性更好的新一代閃爍體材料，光學性能表征是繞不開的關鍵環節——光產額評估、發射光譜表征等核心參數，都需要高靈敏度的光譜測量來驗證。

閃爍體材料：

讓看不見的輻射變成可探測的光

閃爍體材料是一種能夠吸收高能射線（如X射線、γ射線）或高能粒子（如α粒子、β粒子），并將其能量轉換為紫外光或可見光的功能材料。簡單理解，它就像一塊能量轉換屏，把看不見、摸不著但能量很高的射線變成我們可以精準探測的光信號。

根據國家標準化管理委員會發布的GB/T 13181-2024《固體閃爍體性能測量方法》，閃爍體的性能評估涵蓋相對光輸出、相對能量轉換效率、發射光譜、能量分辨率、衰減時間、余輝等多個關鍵指標。在醫學影像設備TOF-PET、大型對撞機實驗探測器、空間載荷量能器等前沿應用對閃爍體篩選需求日益嚴苛的背景下，建立一套完整、準確的發射光譜測試方案顯得尤為重要。

閃爍體材料表征第一步：

發射光譜測試

閃爍體的發射光譜只有與光電探測器件的光譜響應靈敏區相匹配，才能獲得高的探測效率，因此研究閃爍體發光性能的首要步驟正是發射光譜的測試。實驗室中采用的測試方案通常需要在190 nm至1100 nm的極寬光譜范圍內達到1 nm級的分辨率，并對來自閃爍體的微弱熒光信號進行高信噪比捕獲。

閃爍體光學表征的核心挑戰

想要準確測量閃爍體的發光性能，面臨多重技術挑戰：

信號微弱：X射線激發產生的熒光強度通常很低，需高靈敏度探測器才能有效捕獲。
調試困難：調試時需要借助旁路尋找合適位置，但由于X射線存在輻射危險，操作人員難以實時精細調，且人為調試引入的信號差異往往遠大于儀器本身的性能差異，嚴重影響數據可重復性。
成本高昂：傳統弱光光譜檢測依賴iCCD、EMCCD等大型系統，這類設備價格昂貴，且部署復雜、維護成本高。
集成困難：多數商用光譜儀體積較大、接口固定，難以靈活集成到帶有X射線屏蔽的腔體或真空系統內。
熱穩定性與可重復性：閃爍體性能易隨溫度漂移，同時光譜儀自身探測器的熱噪聲也會影響弱光測量。需要光譜儀具備熱電致冷性能，確保長時間測量的穩定性。

海洋光學解決方案

QE Pro 是一款科研級高性能微型光譜儀，采用背照式CCD探測器具有高量子效率，板載緩存可存儲15000張光譜圖，以確保在高速采集中的數據完整性。同時先進的光學設計與熱電致冷器件可大大提高長時間檢測的熱穩定性。因此無論是高速測量或寬濃度范圍，QE都能為您提供無與倫比的性能表現。

針對閃爍體發光性能表征提供如下QE Pro配套方案：

硬件配置：QEPro光譜儀（200-1100 nm）+ 光纖芯徑1000μm長1米
采集策略：積分時間1~30秒，多次平均降噪，背景扣除
軟件支持：OceanView軟件支持光譜疊加、峰值識別、色坐標顯示功能
擴展能力：可選配溫控樣品池，用于溫度依賴發光特性研究

QE Pro測得的鈣鈦礦納米晶閃爍體材料性能表征圖

圖1. 通過減少自吸收增強閃爍性能

圖2. 用于加速輻射發光衰減的激子路徑工程

QE Pro支持SMA905光纖接口和多種外觸發模式，便于集成到各類自定義搭建的自動化測試系統中。其緊湊的尺寸（182×110×47 mm）使其便于在實驗室內靈活部署和移動使用。

QE Pro高靈敏度光譜儀

波長范圍覆蓋190-1100 nm(依配置)

靈敏度高，適用于常規應用和弱光信號的分析等。

動態范圍寬，可檢測極弱到較強的瞬態發光信號。

采用背照式CCD探測器具有高量子效率。

板載緩存可存儲15000張光譜圖，確保在高速采集中的數據完整性。

參考文獻

Hu, X., Wang, Z., Thomas, S. et al. Polar solvent strategy enables scalable synthesis of perovskite nanocrystal scintillators for fast X-ray imaging. Nat Commun(2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71288-0

微光譜應用|QE Pro助力閃爍體材料發光性能表征

會員登錄

收藏該商鋪

提示