RU2768468C1 - Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения - Google Patents

Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения Download PDF

Info

Publication number
RU2768468C1
RU2768468C1 RU2020139384A RU2020139384A RU2768468C1 RU 2768468 C1 RU2768468 C1 RU 2768468C1 RU 2020139384 A RU2020139384 A RU 2020139384A RU 2020139384 A RU2020139384 A RU 2020139384A RU 2768468 C1 RU2768468 C1 RU 2768468C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ions
thermoplastic polymer
radiation
visible
composite film
Prior art date
Application number
RU2020139384A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Александрович Ляпин
Максим Витальевич Чернов
Антон Михайлович Кузьмин
Полина Анатольевна Рябочкина
Original Assignee
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Фотонные Технологические Системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Фотонные Технологические Системы" filed Critical ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Фотонные Технологические Системы"
Priority to RU2020139384A priority Critical patent/RU2768468C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2768468C1 publication Critical patent/RU2768468C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767—Chalcogenides
    • C09K11/7769—Oxides
    • C09K11/7771—Oxysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784—Chalcogenides
    • C09K11/7787—Oxides
    • C09K11/7789—Oxysulfides

Abstract

Изобретение относится к материалам для визуализации лазерного излучения, обладающим высокой устойчивостью к факторам окружающей среды. Предложена люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, содержащая термопластичный полимер и люминофор, отличающаяся тем, что содержит люминофор по отдельности или в комбинации двух или более люминофоров на основе оксисульфида Y, и/или оксисульфида La, и/или оксисульфида Gd, и/или оксисульфида Lu, и/или CaF2, и/или SrF2, легированный или легированные ионами Eu, и/или ионами Er, и/или ионами Yb, и/или ионами Ho, и/или Tm, при следующем соотношении компонентов, мас.%: люминофор или комбинация люминофоров – 11-70, термопластичный полимер – остальное. Предложена люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, содержащая термопластичный полимер и люминофор, отличающаяся тем, что содержит смесь люминофоров на основе Sr1-xCaxS:Eu,Sm,Ln, где х = 0–1; Ln = Ce, Er, Pr, Tb, Tm, при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь люминофоров – 10-70, термопластичный полимер – остальное. В качестве термопластичного полимера могут быть использованы полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, поликарбонат, полиметилметакрилат или полиэтилентерефталатгликоль. Технический результат - создание люминесцентной полимерной композитной пленки, способной визуализировать лазерное излучение в широком спектральном диапазоне длин волн 0.2–2.2 мкм при высоком контрасте наблюдаемой картины распределения излучения, высокой разрешающей способности и высокой устойчивости к факторам окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Description

Изобретение относится к лазерной физике, в частности, к материалам, позволяющим при воздействии на них лазерным и широкополосным излучением в широком спектральном диапазоне визуализировать его и может быть использовано при юстировке лазерных систем, анализе распределения профиля интенсивности ИК-излучения в лазерном пучке.
В настоящее время известны коммерческие образцы визуализаторов ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектрального диапазона длин волн. Они, как правило, выполнены на основе люминофоров, обладающих антистоксовой, стоксовой и рекомбинационной люминесценцией. Капсулированные частицы люминофоров покрываются тонкой защитной пленкой и наносятся на твердую подложку с помощью различных методов печати. Также существуют визуализаторы, выполненные в виде прессованных таблеток из люминофоров.
Среди промышленных материалов известен визуализатор компании Thorlabs – модель VRC4. Данный визуализатор представляет антистоксовый люминофор на основе оксисульфида Y (иттрия), La (лантана), Gd (гадолиния), Lu (лютеция), легированный ионами Er3+ (эрбия) и ионами Yb3+ (иттербия), нанесенный на пластиковую подложку, покрытый сверху защитной пленкой. Рабочий спектральный диапазон визуализатора VRC4 составляет 790–840 нм, 870–1070 нм и 1500–1590 нм. Спектральная чувствительность на длине волны 808 нм менее 2 µВт/см2, на длине волны 960 нм менее 175 нВт/см2 и на длине волны 1550 нм менее 100 µВт/см2 (Режим доступа: https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=VRC4 Дата размещения: 02.04.2009 г.).
Недостатком известного визуализатора VRC4 является низкая влагостойкость и низкий порог разрушения. Данные характеристики не позволяют использовать визуализатор VRC4 в полевых условиях.
Известен пленочный люминесцентный полимерный материал для преобразования УФ-излучения в излучение видимого спектрального диапазона. Известное решение представляет собой термопластичный полимер, стабилизатор и оптический активатор на основе соединений европия. В качестве активатора использован сульфид стронция, легированный ионами европия, или сульфиды стронция и кальция, легированные ионами европия, или сульфид стронция, легированный ионами эрбия, диспрозием и/или тербием, или сульфиды стронция, кальция, легированный ионами европия, диспрозия и/или тербия. В качестве стабилизатора используется фенозан-23. Пленочный полимерный материал способен визуализировать излучение в диапазоне 250-330 нм и 400-440 нм (RU 2127511, МПК A01G 9/22, опубл. 20.03.1999).
Недостатком известного решения является узкий спектральный диапазон работы и низкая спектральная чувствительность.
Известен визуализатор инфракрасного излучения компании Thorlabs –модель VRC5, которая представляет собой пластиковую карточку, на которую с помощью связующего нанесен люминофор из сульфида щелочноземельных металлов обладающий рекомбинационной люминесценцией при возбуждении ИК-излучением. Пластиковая карточка с люминофором дополнительно ламинируется прозрачным полимером. Рабочий спектральный диапазон визуализатора VRC5 составляет 700–1400 нм. Ламинированное покрытие защищает активную область визуализатора от царапин и небольших загрязнений при работе в лабораторных условиях (Режим доступа: https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=VRC5 Дата размещения: 18.09.2009 г.).
Недостатком известного визуализатора является необходимость его облучения излучением видимой области спектра перед работой с инфракрасным излучением, а также ограниченный спектральный диапазон работы и низкая устойчивость к факторам окружающей среды.
Известен визуализатор инфракрасного излучения компании Edmund Optics – модель 36-743 VRC2, которая представляет собой пластиковую карточку на которую с помощью связующего нанесена тонкая пленка на основе люминофора из сульфида щелочноземельных металлов. Принцип работы визуализатора основан на рекомбинационной люминесценции в видимом диапазоне длин волн при возбуждении инфракрасным излучением. Рабочий спектральный диапазон визуализатора VRC4 составляет 700–1400 нм. Спектральная чувствительность на длине волны 1064 нм 8 µВт/см2. Время предварительной стимуляции составляет менее 50 мс (Режим доступа: https://www.edmundoptics.com/p/laser-detection-card-nir/38511/).
Недостатками известного визуализатора VRC2 являются необходимость дополнительной стимуляции излучением, низкая влагостойкость, низкий порог разрушения и ограниченный спектральный диапазон работы. Данные характеристики не позволяют использовать визуализатор VRC2 в полевых условиях и при работе с излучением высокой мощности. Также известный визуализатор VRC2 не может корректно отображать поперечные моды лазерного излучения из-за быстрого тушения люминесценции.
Компания Standa выпускает визуализатор 10VIZ-35-UVIR-IR, который представляет собой прессованную таблетку из антистоксового люминофора. Визуализатор 10VIZ-35-UVIR-IR обладает достаточно широким рабочим спектральным диапазоном длин волн 190–1090 нм и 1470–1600 нм и способен безынерционно визуализировать излучение (Режим доступа: http://www.standa.lt/products/catalog/lasers_laser_accessories?item=203).
Недостатком визуализатора 10VIZ-35-UVIR-IR является высокое значение спектральной чувствительности 0.01-0.02 Вт/см2 и высокая гигроскопичность, которая приводит к быстрому разрушению визуализатора в условиях высокой влажности.
Известна полимерная композиция, которая содержит, мас.%: оксисульфид иттрия, активированный европием – 0,02–0,5; ИК-корректор – 0,04–4,5; термосветостабилизатор – 0,1–1,0; термопластичный материал – остальное. ИК-корректор является светокорректирующей добавкой, которая поглощает и преобразует инфракрасную составляющую солнечного излучения в излучение видимой области и/или в излучение инфракрасного диапазона с другой длиной волны. В качестве ИК-корректора можно использовать соединение типа M-Ln, где М – оксисульфид иттрия (лантана) и/или (окси)галогенид иттрия (лантана) или (окси)галогенид бария (кальция); Ln – эрбий и иттербий; а также соединение типа М-Er, где М – вольфрамат кальция или оксисульфид иттрия; Er – эрбий. Частицы вышеуказанных компонентов композиции имеют размеры меньше 20 мкм. В качестве термопластичного материала композиция содержит полиэтилен, в качестве термосветостабилизаторов – тивунин 622, тивунин 783. Визуализатор, предложенный авторами изобретения, позволяет визуализировать ультрафиолетовое и инфракрасное излучение в спектральных диапазонах 250–550 нм, 900–1085 нм и 1400–1600 нм. Полимерная композиция обладает высокой стойкостью к различным факторам окружающей среды (RU 2229496, МПК C09K 11/84, C09K 11/86, C08K 3/00).
Недостатками известного решения являются ограниченный спектральный диапазон работы, который обусловлен селективностью спектров поглощения ионов Eu3+ (европия), Yb3+ (иттербия) и Er3+ (эрбия). Также известная полимерная композиция обладает низкой спектральной чувствительностью из-за низкого содержания люминофоров. Максимальная концентрация люминофоров в полимерной композиции составляет 5 мас.%.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является антистоксовый люминофор для визуализации инфракрасного лазерного излучения, который получен смешиванием порошков антистоксового люминофора марки Ф(а)СД-546-2 в количестве 1-99 мас.% и фторидного люминофора со структурой флюорита – остальное. Состав фторидного люминофора соответствует формуле M1-xHoxF2+x, где M выбирают из группы, состоящей из Ca, Sr и Ba, взятых порознь или совместно; 0,01≤x≤0,90. Указанный люминофор способен безынерционно преобразовывать инфракрасное лазерное излучение в спектральном диапазоне длин волн 780-1650 нм и 1850-2150 нм в люминесценцию видимого диапазона длин волн при высокой разрешающей способности (RU 2700069 C1, 12.09.2019).
Недостатками прототипа являются узкий спектральный диапазон работы и низкая влагостойкость. Данные характеристики не позволяют использовать визуализатор в полевых условиях.
Проведенный патентный поиск и анализ коммерческих визуализаторов лазерного излучения показал, что в настоящее время отсутствуют визуализаторы способные с высокой спектральной чувствительностью визуализировать поля лазерного излучения в спектральном диапазоне длин волн 0.2–2.2 мкм и высокой стойкостью к различным факторам окружающей среды.
Технический результат заявленного изобретения заключается в создании люминесцентной полимерной композитной пленки способной визуализировать лазерное излучение в широком спектральном диапазоне длин волн 0.2–2.2 мкм при высоком контрасте наблюдаемой картины распределения излучения, высокой разрешающей способности и высокой устойчивостью к факторам окружающей среды.
Указанный технический результат достигается за счет использования в качестве визуализаторов излучения композитных люминесцентных пленок на основе полимера и люминофоров, обладающих антистоксовой, стоксовой и рекомбинационной люминесценцией.
Сущность изобретения заключается в том, что люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения содержит термопластичный полимер и люминофор. Содержит люминофор по отдельности или в комбинации двух или более люминофоров на основе оксисульфида Y и/или оксисульфида La и/или оксисульфида Gd и/или оксисульфида Lu и/или CaF2 и/или SrF2, легированный или легированные ионами Eu и/или ионами Er и/или ионами Yb и/или ионами Ho и/или Tm, в качестве термопластичного полимера могут быть использованы полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, поликарбонат, полиметилметакрилат или полиэтилентерефталатгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Люминофор или комбинация люминофоров 11-70
Термопластичный полимер остальное
Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, содержащая термопластичный полимер и люминофор. Содержит смесь люминофоров на основе Sr1-xCaxS:Eu,Sm,Ln, где х = 0–1; Ln = Ce, Er, Pr, Tb, Tm, в качестве термопластичного полимера могут быть использованы полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, поликарбонат, полиметилметакрилат или полиэтилентерефталатгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Смесь люминофоров 10-70
Термопластичный полимер остальное
В табл. 1 представлены спектральные и физические характеристики визуализаторов лазерного излучения на основе люминесцентной композитной пленки.
Для приготовления люминесцентной полимерной композитной пленки используют следующие материалы:
– антистоксовый люминофор на основе оксисульфида Y, La, Gd, Lu, активированный ионами Er3+ и ионами Yb3+. Основные характеристики: средний размер частиц 0,1–15 мкм, область эффективного возбуждения 0,94-1,65 мкм;
– антистоксовый люминофор на основе оксисульфида Y, La, Gd, Lu, активированный ионами Ho3+ и ионами Yb3+. Основные характеристики: средний размер частиц 0,1–15 мкм, область эффективного возбуждения 0,94-1,65 мкм;
– антистоксовый люминофор на основе оксисульфида Y, La, Gd, Lu, активированный ионами Tm3+ и ионами Yb3+. Основные характеристики: средний размер частиц 0,10–15 мкм, область эффективного возбуждения 0,94-1,65 мкм;
– стоксовый люминофор на основе оксисульфида Y, La, Gd, Lu, активированный ионами Eu3+. Основные характеристики: средний размер частиц 0,10–15 мкм, область эффективного возбуждения 0.250–0.55 мкм;
– рекомбинационный люминофор Sr1-xCaxS:Eu,Sm (где х = 0–1). Основные характеристики: средний размер частиц 0,14–15 мк, область эффективного возбуждения 0,2–2,2 мкм;
– рекомбинационный люминофор Sr1-xCaxSe:Eu,Sm (где х = 0–1). Основные характеристики: средний размер частиц 0,14–15 мк, область эффективного возбуждения 0,2–2,2 мкм;
– рекомбинационный люминофор Sr1-xCaxS:Eu,Sm,Ln (где х = 0–1; Ln = Ce, Er, Pr, Tb, Tm). Основные характеристики: средний размер частиц 0,14–15 мк, область эффективного возбуждения 0,2–2,2 мкм;
– рекомбинационный люминофор Sr1-xCaxSe:Eu,Sm,Ln (где х = 0–1; Ln = Ce, Er, Pr, Tb, Tm). Основные характеристики: средний размер частиц 0,14–15 мк, область эффективного возбуждения 0,2–2,2 мкм;
– антистоксовый фторидный люминофор со структурой флюорита, легированный ионами Но3+ и Yb3+. Основные характеристики: средний размер частиц 0,14–15 мк, область эффективного возбуждения 0.75–1.2 мкм и 1.85–2.1 мкм;
– антистоксовый фторидный люминофор со структурой флюорита, легированный ионами Er3+ и Tm3+. Основные характеристики: средний размер частиц 0,14–15 мк, область эффективного возбуждения 0.8–1.1 мкм и 1.4–1.8 мкм;
– полиэтилен высокого давления (ПВД) марки 15313-003 производства ПАО «Казаньоргсинтез» по ГОСТ 16337-77;
– полиэтилен низкого давления (ПНД) марки 273-83 производства ПАО «Казаньоргсинтез» по ТУ 2243-104-00203335-2005;
– поликарбонат марки РС-007 производства ПАО «Казаньоргсинтез» по ТУ 2226-173-00203335-2007;
– полиметилакрилат экструзионный марки ACRYPET VH6 001 производства компании Mitsubishi.
Заявленное изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1. Смесь, содержащую ПНД (700 г) и оксисульфид иттрия, активированный ионами Er3+ и/или Yb3+ (300 г), получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150–165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составляет 0.78–1.1 мкм и 1.4–1.75 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 808 нм 2 µВт/см2, на длине волны 960 нм 175 нВт/см2 и на длине волны 1550 нм 100 µВт/см2. Водопоглощение пленки составляет 0,03 %.
Пример 2. Смесь, содержащую ПВД (700 г) и оксисульфид иттрия, активированный ионами Er3+ и/или Yb3+ (300 г), получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150–165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составил 0.78–1.1 мкм и 1.4–1.75 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 808 нм 2 µВт/см2, на длине волны 960 нм 175 нВт/см2 и на длине волны 1550 нм 100 µВт/см2. Водопоглощение пленки составило 0,02 %.
Пример 3. Смесь, содержащую ПНД (100 г) и оксисульфид иттрия, активированный ионами Er3+ и/или Yb3+ (900 г), получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150-165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составляет 0.78–1.1 нм и 1.4–1.75 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 808 нм 20 µВт/см2, на длине волны 960 нм 1.75 мкВт/см2 и на длине волны 1550 нм 1 мВт/см2. Водопоглощение пленки составляет 0,03 %.
Пример 4. Смесь, содержащую ПНД (300 г) и оксисульфид иттрия, активированный ионами Eu3+ (700 г), получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150-165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составляет 0.25–0.55 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 450 нм 1 мкВт/cm2, на длине волны 365 нм 1 мкВт/см2. Порог разрушения составляет 700 мВт/см2. Водопоглощение пленки составляет 0,03 %.
Пример 5. Смесь, содержащую ПНД (300 г), оксисульфид иттрия, активированный ионами Er3+ и/или Yb3+ (350 г) и оксисульфид иттрия, активированный ионами Eu3+ (350 г) получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150–165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составляет 0.25–0.55 мкм, 0.78–1.1 мкм и 1.4–1.75 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 450 нм 1 мкВт/cm2, на длине волны 365 нм 1 мкВт/см2, на длине волны 808 нм 2 µВт/см2, на длине волны 960 нм 175 нВт/см2 и на длине волны 1550 нм 100 µВт/см2. Порог разрушения составил 700 мВт/см2. Водопоглощение пленки составляет 0,03 %.
Пример 6. Смесь, содержащую ПНД (300 г), оксисульфид иттрия, активированный ионами Eu3+ (200 г), оксисульфид иттрия, активированный ионами Er3+ и/или Yb3+ (200 г) и фторид кальция, легированный ионами Ho3+ и/или Yb3+ (300 г), получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150-165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составляет 0.25–0.55 мкм, 0.78–1.2 мкм и 1.4–2.1 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 450 нм 1 мкВт/cm2, на длине волны 365 нм 1 мкВт/см2, на длине волны 808 нм менее 2 µВт/см2, на длине волны 960 нм менее 175 нВт/см2, на длине волны 1550 нм 100 µВт/см2 и на длине волны 1912 нм 1 Вт/см2. Порог разрушения составляет 700 мВт/см2. Водопоглощение пленки составляет 0,03 %.
Пример 7. Смесь, содержащую ПНД (300 г) и SrS:Eu,Sm (700 г), получают путем компаундирования в двухшнековом экструдере при температуре 150–165 °С. Из полученного состава методом компрессионного формования при температуре 160 °C изготавливают пленку шириной 11 см и толщиной 500 мкм. Спектральный диапазон работы пленки составляет 0.2–2.2 мкм. Спектральная чувствительность на длине волны 450 нм 1 мкВт/cm2, на длине волны 365 нм 1 мкВт/см2, на длине волны 808 нм 2 µВт/см2, на длине волны 960 нм 175 нВт/см2, на длине волны 1550 нм 100 µВт/см2 и на длине волны 1912 нм 1 мВт/см2. Порог разрушения составляет 700 мВт/см2. Водопоглощение пленки составляет 0,03 %.
Спектральный диапазон работы визуализатора определялся с помощью возбуждения перестраиваемыми лазерными источниками излучения в диапазоне длин волн 0.2–2.2 мкм.
Чувствительность визуализатора определялась, как минимальная плотность мощности падающего излучения лазера, при которой еще наблюдается свечение люминофора в видимом диапазоне длин волн. Чувствительность визуализатора зависит от длины волны падающего излучения.
Порог разрушения определяли с помощью визуальной фиксации разрушения визуализатора. Визуализатор облучали лазерным излучением на длинах волн 365 нм, 450 нм, 808 нм, 960 нм, 1550 нм и 1912 нм. Начиная с определенного значения плотности мощности падающего излучения, образец начинал разрушаться и появлялись продукты горения. Данное значение плотности мощности возбуждения принималось за порог разрушения люминофора. Мощность лазерного излучения измеряли с помощью измерителя мощности 11 PMK-30H-H5.
Измерение водопоглощения пленки проводилось согласно ГОСТ 4650-2014 (метод А, выдержка в воде в течение 24 ч).
Из анализа данных, представленных в табл. 1 следует, что разработанная люминесцентная полимерная композитная пленка может визуализировать излучение в спектральной области 0.2–2.2 мкм.
По сравнению с известным решением, заявленное изобретение позволяет безынерционно визуализировать ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение в широком диапазоне длин волн 0.2–2.2 мкм при высоком контрасте наблюдаемой картины распределения излучения, высокой разрешающей способности и высокой стойкостью к факторам окружающей среды.
Таблица 1
№ образца Спектральный диапазон работы, мкм Чувствительность Водопоглощение, %
Пример 1 0.78-1.1, 1.4-1.75 2 µВт/см2 (808 нм),
175 нВт/см2 (960 нм),
100 µВт/см2 (1550 нм)		 0,03
Пример 2 0.78-1.1, 1.4-1.75 2 µВт/см2 (808 нм),
175 нВт/см2 (960 нм),
100 µВт/см2 (1550 нм)		 0,02
Пример 3 0.78-1.1, 1.4-1.75 20 µВт/см2 (808 нм),
1.75 мкВт/см2 (960 нм),
1 мВт/см2 (1550 нм)		 0,03
Пример 4 0.25-0.55 1 мкВт/cm2 (450 нм),
1 мкВт/см2 (365 нм)		 0,03
Пример 5 0.25-0.55, 0.78-1.1, 1.4-1.75 1 мкВт/cm2 (450 нм),
1 мкВт/см2 (365 нм),
2 µВт/см2 (808 нм),
175 нВт/см2 (960 нм),
100 µВт/см2 (1550 нм)		 0,03
Пример 6 0.25-0.55, 0.78-1.2, 1.4-2.1 1 мкВт/cm2 (450 нм),
1 мкВт/см2 (365 нм),
2 µВт/см2 (808 нм),
175 нВт/см2 (960 нм),
100 µВт/см2 (1550 нм),
1 Вт/см2 (1912 нм)		 0,03
Пример 7 0.2-2.2 1 мкВт/cm2 (450 нм),
1 мкВт/см2 (365 нм),
2 µВт/см2 (808 нм),
175 нВт/см2 (960 нм),
100 µВт/см2 (1550 нм),
1 мВт/см2 (1912 нм)		 0,03

Claims (4)

1. Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, содержащая термопластичный полимер и люминофор, отличающаяся тем, что содержит люминофор по отдельности или в комбинации двух или более люминофоров на основе оксисульфида Y, и/или оксисульфида La, и/или оксисульфида Gd, и/или оксисульфида Lu, и/или CaF2, и/или SrF2, легированный или легированные ионами Eu, и/или ионами Er, и/или ионами Yb, и/или ионами Ho, и/или Tm, в качестве термопластичного полимера могут быть использованы полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, поликарбонат, полиметилметакрилат или полиэтилентерефталатгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Люминофор или комбинация люминофоров 11-70 Термопластичный полимер остальное
2. Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, содержащая термопластичный полимер и люминофор, отличающаяся тем, что содержит смесь люминофоров на основе Sr1-xCaxS:Eu,Sm,Ln, где х = 0–1; Ln = Ce, Er, Pr, Tb, Tm, в качестве термопластичного полимера могут быть использованы полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, поликарбонат, полиметилметакрилат или полиэтилентерефталатгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Смесь люминофоров 10-70 Термопластичный полимер остальное
RU2020139384A 2020-12-01 2020-12-01 Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения RU2768468C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139384A RU2768468C1 (ru) 2020-12-01 2020-12-01 Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139384A RU2768468C1 (ru) 2020-12-01 2020-12-01 Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2768468C1 true RU2768468C1 (ru) 2022-03-24

Family

ID=80819409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139384A RU2768468C1 (ru) 2020-12-01 2020-12-01 Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2768468C1 (ru)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2125069C1 (ru) * 1996-04-01 1999-01-20 Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" Полимерная композиция для изготовления пленки теплиц
RU2127511C1 (ru) * 1998-04-10 1999-03-20 Морозов Евгений Григорьевич Композиция пленочного полимерного материала для покрытия теплиц и оптический активатор для полимерного материала (варианты)
RU2132346C1 (ru) * 1996-09-30 1999-06-27 Анисимов Василий Михайлович Полимерная композиция для получения пленок
US6153665A (en) * 1998-10-26 2000-11-28 Ram Phosphorix Llc Doped polymer sheeting for covering hotbeds and greenhouses and method of fabrication of such
RU2229496C2 (ru) * 2001-08-14 2004-05-27 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Томский государственный университет" Полимерная композиция для изготовления пленочного покрытия
RU2312122C2 (ru) * 2005-05-05 2007-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия
RU2499329C2 (ru) * 2011-09-02 2013-11-20 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" Люминесцирующая поликарбонатная пленка для белых светодиодов и детекторов
RU2511030C2 (ru) * 2009-12-04 2014-04-10 Анатолий Васильевич Вишняков Композиционный люминесцирующий материал для твердотельных источников белого света
RU2633551C2 (ru) * 2013-06-18 2017-10-13 Дексериалз Корпорейшн Лист люминофора

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2125069C1 (ru) * 1996-04-01 1999-01-20 Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" Полимерная композиция для изготовления пленки теплиц
RU2132346C1 (ru) * 1996-09-30 1999-06-27 Анисимов Василий Михайлович Полимерная композиция для получения пленок
RU2127511C1 (ru) * 1998-04-10 1999-03-20 Морозов Евгений Григорьевич Композиция пленочного полимерного материала для покрытия теплиц и оптический активатор для полимерного материала (варианты)
US6153665A (en) * 1998-10-26 2000-11-28 Ram Phosphorix Llc Doped polymer sheeting for covering hotbeds and greenhouses and method of fabrication of such
RU2229496C2 (ru) * 2001-08-14 2004-05-27 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Томский государственный университет" Полимерная композиция для изготовления пленочного покрытия
RU2312122C2 (ru) * 2005-05-05 2007-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия
RU2511030C2 (ru) * 2009-12-04 2014-04-10 Анатолий Васильевич Вишняков Композиционный люминесцирующий материал для твердотельных источников белого света
RU2499329C2 (ru) * 2011-09-02 2013-11-20 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" Люминесцирующая поликарбонатная пленка для белых светодиодов и детекторов
RU2633551C2 (ru) * 2013-06-18 2017-10-13 Дексериалз Корпорейшн Лист люминофора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhuang et al. Enhancement of red persistent luminescence in Cr3+-doped ZnGa2O4 phosphors by Bi2O3 codoping
Lin et al. Luminescence and site occupancy of Ce 3+ in Ba 2 Ca (B O 3) 2
Kinashi et al. A spiropyran-based X-ray sensitive fiber
Belsky et al. Progress in the development of LuAlO/sub 3/-based scintillators
Wang et al. Photoluminescence investigations on a novel green-emitting phosphor Ba 3 Sc (BO 3) 3: Tb 3+ using synchrotron vacuum ultraviolet radiation
Kaur et al. A review report on medical imaging phosphors
Igashira et al. Ce-concentration dependence in CaYAl3O7 single crystalline scintillators
Chand et al. Recent advancements in calcium based phosphate materials for luminescence applications
RU2768468C1 (ru) Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения
Yanan et al. Effect of light conversion agent on luminous properties of a new down-converting material SrAl2O4: Eu2+, Dy3+/light conversion agent
Crawford et al. X‐ray excited luminescence spectroscopy of barium fluorohalides
Kawano et al. Radiation response properties of Dy-doped B2O3–Al2O3–SrO glasses
Wu et al. Dynamic readout of optical information based on the color-tunable emitting electron-trapping material BaAl 12 O 19: Eu 2+ toward high security level optical data storage and anticounterfeiting
Arai et al. Development of rare earth doped CaS phosphors for radiation detection
Chewpraditkul et al. Optical and scintillation properties of LuGd2Al2Ga3O12: Ce, Lu2GdAl2Ga3O12: Ce, and Lu2YAl2Ga3O12: Ce single crystals: A comparative study
Kawano et al. Dosimetric properties of thulium-doped strontium aluminoborate glasses
Guo et al. (Ca 0.8 Mg 0.2 Cl 2/SiO 2): Eu 2+: a violet-blue emitting phosphor with a low UV content for UV-LED based phototherapy illuminators
RU2229496C2 (ru) Полимерная композиция для изготовления пленочного покрытия
Yang et al. Wavelength-tunable barium gallate persistent luminescence phosphors with enhanced luminescence
Lapraz et al. On the PL, TSL and OSL properties of SrS: Ce, Sm phosphor
KR20140043119A (ko) 인광체 전구체 조성물
Panyushkin et al. Light conversion properties of thin films based on Terbium (III) 2-Phenyloxybenzoate
RU2700069C1 (ru) Антистоксовый люминофор для визуализации инфракрасного лазерного излучения
Murthy et al. Luminescence characteristics of Eu and Tb doped YGdBO3 phosphor
JPH08226998A (ja) 放射線画像記録及び再現方法