闪烁体为闪烁探测系统中的核心功能材料,可将无法直接探测的高能粒子及高能射线转化为光电探测器可接收的可见光或近紫外光,从而实现探测。光输出是闪烁体的一项重要性能,直接影响到闪烁探测系统的探测效率和灵敏度等。无机闪烁体具有对带电粒子的阻止本领高、发光效率高、能量线性响应好、耐辐照等优良特性。同时,无机闪烁体的高折射率导致一大部分的闪烁光在出射界面发生全内反射,这部分光会限制在闪烁体内部而无法被光电探测器吸收,极大地降低了光输出。本文通过在掺铈硅酸钇镥(（Lu,Y）₂SiO₅:Ce³⁺,LYSO)闪烁体表面引入二维光子晶体结构,利用纳米周期结构对闪烁光的调控作用,提高了闪烁体的发光性能。主要工作及结论如下:（1）通过分析光子晶体的光提取原理,设计了纳米球、空气孔和介质柱三类纳米周期结构.基于严格耦合波分析方法对设计的光子晶体结构进行仿真模拟,对结构参数进行优化。得出,当纳米阵列的周期接近于闪烁体中心发光波长时得到了很好的光提取效果。（2）通过胶体晶体自组装方法在LYSO闪烁体表面制备了单层的SiO₂/PS纳米球周期阵列,进而利用磁控溅射技术在纳米球表面共形沉积TiO₂层,此方法制备工艺简单,易于大面积制备二维光子晶体。利用电子束光刻结合离子束刻蚀技术在LYSO闪烁体表面制备了TiO₂-空气孔周期阵列,此方法制备的光子晶体结构排列规则、尺寸精准。（3）LYSO闪烁体表面在引入直径为420nm的单层SiO₂球阵列以及厚度为100nm的TiO₂层共形层后,纳米球周期阵列独有的回音廊模式与周期阵列衍射的双重作用下,光提取效率提高了193%,同时能量分辨提高了10.3%。引入直径为415nm的单层PS球阵列以及厚度为85nm的TiO₂层共形层后,光提取效率提高184%。在LYSO闪烁体表面引入正方TiO₂-空气孔周期阵列光子晶体板后,闪烁光与高折射率周期阵列结构发生耦合,使更多的闪烁光进入到纳米周期结构中,光提取效率提高了,能量分辨提高了43%。