钨酸铅(PbWO4,以下简称PWO)晶体光产额低的缺点限制了它在高能领域以外的应用，提高PWO晶体的光输出以使其在正电子发射断层扫描(Positron EmissionTomography,以下简称PET)装置等低能领域获得应用已成为钨酸铅晶体的研究热点。在提高PWO晶体的光输出的研究中，掺杂是被采用的最重要的手段，掺杂离子主要集中在Pb位和W位的掺杂，涉及到O位掺杂的研究很少，考虑到O离子在PWO晶体中发光的重要作用，对O位的掺杂或O位和Pb位、W位的共掺杂可能会对晶体光输出产生有利影响。本研究基于PWO晶体优良的光学性能和成熟的生长技术，利用阴离子及阴阳离子进行掺杂实验，结合退火机理，采用晶体表面镀膜技术，减小晶体发光在界面处的反射，来提高PWO晶体的光输出。　　 本研究首先通过一系列的阴离子及阴阳离子共掺杂体系，探索能提高PWO晶体光输出的最佳掺杂体系，获得高光输出PWO晶体；然后对高光输出PWO晶体进行退火实验，以探索能进一步提高PWO晶体光输出的最佳退火工艺；最后在晶体表面镀膜，减少晶体发光的界面反射，从而进一步提高PWO晶体的发光。最佳掺杂体系的探索以小尺寸掺杂PWO晶体生长实验为主，采用从点到线，再到面的研究思路，首先是点，即O位掺杂，根据不同阴离子掺杂对PWO晶体性能的影响，找到一种合适的阴离子，使其能有效的提高PWO晶体的光输出，实验中我们选择了PbF2、PbCl2、PbI2和PbS四种掺杂剂进行掺杂，发现F离子的引入能大大提高PWO晶体的光输出。然后到线，即O位和Pb位共掺杂，以F离子为基点，探索一系列氟化物掺杂体系，其中二价金属氟化物掺杂对晶体光输出有利，其中PbF2和BaF2掺杂分别将PWO晶体的光输出提高到纯PWO晶体的2.5倍以上；最后是面，即O位、Pb位和W位之间双掺杂或三掺杂，即以PbF2为基线，将它与其它掺杂体系一起进行共掺杂，以获得理想的掺杂体系。最终我们找到了两种PbF2+MoO3、PbF2+Y2O3掺杂体系，PbF2+MoO3掺杂体系能将PWO晶体光输出提高2.7倍左右，但发光衰减变慢；PbF2+Y2O3掺杂体系能在提高PWO晶体光输出的同时，发光快慢分量所占比例与纯PWO晶体相当。另外，我们生长了大尺寸F掺杂和F,Y双掺PWO晶体并对其闪烁性能和缺陷进行了研究，讨论了其发光机理。高光输出PWO晶体的退火研究采用全面覆盖的原则，将高光输出PWO晶体分别在大气、真空、氩气和氮气条件下按温度从低到高进行一系列退火，并研究了退火机理。高光输出PWO晶体在大气中600℃温度条件下退火的光输出比未退火时的光输出高出10％左右，而真空和氮气气氛下退火使晶体闪烁性能恶化。退火对晶体闪烁性能的影响结果表明：退火的实质是环境中的氧和晶体中的氧相互交换，并对晶格中的W离子氧化和还原的过程；另外，晶体在高温条件下退火会使晶体中F离子溢出，降低晶体的光输出。镀膜实验以定性提高PWO晶体光输出为原则，利用磁控溅射设备在晶体表面(测试时与光电倍增管耦合的面)镀SiO2单层增透膜，研究增透膜对PWO晶体发光的影响。实验结果表明：镀膜后的晶体在可见光范围内的透过率大大高于未镀膜晶体，而且光输出比未镀膜晶体高出12％左右。