Lexsyg釋光探測器 | 在地質測年領域應用分享

“告別測年‘短壽’時代！Lexsyg系統(tǒng)解鎖VSL技術深時潛力”

文章來源：https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2015.05.001

引言：石英測年的瓶頸與曙光
在考古與地質測年中，石英的OSL（光釋光）技術因信號飽和劑量低（通常<100 Gy），難以測定超過15萬年的樣本。近年來，紫光激發(fā)釋光（VSL）技術因其高飽和劑量（可達1 kGy）成為突破百萬年測年瓶頸的新希望。一項發(fā)表于《Radiation Measurements》的研究，借助lexsyg高精度釋光系統(tǒng)，系統(tǒng)揭示了沉積石英后藍光VSL信號的特性，為古老沉積物測年提供了全新思路。

一、lexsyg系統(tǒng)：精確捕捉VSL信號的關鍵

研究團隊采用lexsyg系統(tǒng)（配備473 nm藍光與405 nm紫光激光單元），對法國與埃塞俄比亞的石英樣本展開實驗：

多波長激發(fā)能力：通過藍光（125°C, 40s）去除快、中速OSL組分后，利用紫光（405 nm）激發(fā)深陷阱，成功捕獲高劑量響應的VSL信號。

精確溫控技術：系統(tǒng)內置PID溫控模塊，確保實驗中的預熱（260°C, 10s）與信號測量（30°C或125°C）條件高度穩(wěn)定。

多任務集成：結合TL（熱釋光）、BSL（藍光釋光）與VSL信號測量，全方面解析信號來源與特性。

二、重要發(fā)現(xiàn)：VSL信號的三大特性

三組分衰減曲線（圖1）
VSL信號由三個一級動力學組分構成：

VSL1（半衰期1.84秒）：自然光照下可快速漂白，殘留劑量只有11 Gy（現(xiàn)代樣本實測值）。

VSL2/VSL3：漂白速率較慢，但通過Lexsyg系統(tǒng)的200°C紫光“清空”步驟可有效去除，確保測年準確性。

圖1. VSL信號衰減曲線及三組分分解，Lexsyg系統(tǒng)的高分辨率數據采集能力。

信號來源鎖定375°C陷阱（圖2）
通過TL信號損耗實驗發(fā)現(xiàn)，VSL1主要來源于370-390°C熱釋光峰對應的深陷阱，其熱穩(wěn)定性明顯高于傳統(tǒng)OSL信號源（110°C峰），可長期穩(wěn)定保存地質劑量信息。

圖2. TL損耗實驗鎖定VSL信號源自375°C深陷阱，印證其長期穩(wěn)定性。 

高效自然漂白性（圖3）
太陽模擬器實驗顯示，VSL1在5分鐘內衰減75%，72小時后殘留信號趨近本底。埃塞俄比亞現(xiàn)代河流樣本實測殘留劑量只有11±2 Gy，驗證其野外適用性。

圖3. 太陽模擬器漂白曲線，展示VSL1快速復位特性，為野外應用奠定基礎。

三、lexsyg如何推動研究突破？

高靈敏度檢測：系統(tǒng)U-340+HC340/26濾光片組合精確捕獲324-353 nm紫外信號，信噪比明顯優(yōu)于傳統(tǒng)設備。

多光源集成：內置UV/藍/綠/紅等多波長LED單元，驗證VSL信號對紫外光敏感（圖4），為野外漂白機制提供關鍵數據。

圖4 post-blue VSL信號的漂白效率與波長的關系。

自動化SAR協(xié)議：支持復雜劑量再生循環(huán)，高效校正靈敏度變化，確保De值可靠性。

四、結論：邁向百萬年測年的里程碑
本研究通過lexsyg系統(tǒng)的高精度操控，證實石英VSL信號兼具高劑量容量、自然可復位性與熱穩(wěn)定性，為測定第四紀早期沉積物（>50萬年）提供了全新工具。未來，結合單顆粒技術與優(yōu)化SAR協(xié)議，VSL有望成為解決古老地層年代謎題的“鑰匙”。