光刺激発光

物理学において、光刺激ルミネセンス（OSL）は電離放射線による線量を測定する方法である。少なくとも2つの用途で使用されている。

• 古代物質のルミネッセンス年代測定：主に地質堆積物、場合によっては焼成された陶器やレンガなど。ただし、後者の場合は熱ルミネッセンス年代測定がより頻繁に用いられる。
• 放射線量測定とは、医療従事者、原子力関係者、研究者などの組織、および原子力災害地域の建築材料における累積放射線量を測定することである。

この方法は、特定の鉱物（最も一般的なのは石英と長石）の結晶構造における価電子帯と伝導帯の間に捕捉された電子を利用する。 ^{[ 1 ]}捕捉サイトは格子の不完全性、つまり不純物または欠陥である。電離放射線は電子-正孔対を生成する。電子は伝導帯に、正孔は価電子帯に存在する。伝導帯に励起された電子は、電子トラップまたは正孔トラップに捕捉される可能性がある。光の刺激により、電子はトラップから解放されて伝導帯に入る可能性がある。伝導帯から、電子は正孔トラップに捕捉された正孔と再結合する可能性がある。正孔を持つ中心が発光中心（放射再結合中心）である場合、光が放出される。光子は光電子増倍管を使用して検出される。管からの信号は、材料が吸収した線量を計算するために使用される。

OSL線量計は、5 keVから40 MeVを超えるエネルギー範囲のX線およびガンマ線光子に対して、 1 mremという低線量まで正確に測定できるという、新たなレベルの感度を実現しています。OSL線量計のX線およびガンマ線光子に対する最大等価線量測定値は1000 remです。150 keVから10 MeVを超えるエネルギー範囲のベータ粒子の場合、線量測定範囲は10 mremから1000 remです。40 keVから35 MeVを超えるエネルギー範囲の中性子線の場合、線量測定範囲は20 mremから25 remです。診断画像診断において、OSL線量計の感度向上は、低放射線環境で働く従業員や妊婦のモニタリングに最適です。

OSL年代測定を行うには、試料から光にさらさずに鉱物粒子を抽出する必要がある。一般的に用いられるのは、100～200μmの粗粒、または4～11μmの細粒である。場合によっては、他の粒径の粒子が用いられることもある。

放射性炭素年代測定とOSL年代測定の違いは、前者が有機物の年代測定に用いられるのに対し、後者は鉱物の年代測定に用いられる点です。OSLを用いて年代測定できる事象としては、例えば鉱物が最後に日光にさらされた時期などが挙げられます。オーストラリア最古の人類の遺物であるマンゴマンは、この方法で年代測定されました。 ^{[ 2 ]}また、空気（風成堆積物）や河川（河川堆積物） によって運ばれた地質堆積物の堆積時期の年代測定にも用いられます。考古学では、OSL年代測定は陶器に適用されます。年代測定される事象は、陶器が最後に高温（400  ℃以上）に加熱された時期です。

アラビアの石器のOSL年代測定により、人類の移住の「アフリカ起源説」の年代が5万年遡り、ヨーロッパを経由するのではなく、アフリカ大陸からアラビア半島への移住経路の可能性が加わった。^{[ 3 ] [ 4 ]}オーストラリア北部では、泥バチの化石化した巣がOSLを用いて年代測定され、アボリジニの岩絵の年代が特定された。^{[ 5 ]}著者らは次のように述べている。「泥バチの世界的な分布と、その巣の長寿命が実証されていることから、考古学および古気候学の研究において貴重なツールとなるはずだ。巣の急速な形成と使用期間の短さ、そして様々な古生態学的指標の組み込みにより、それぞれの泥バチの巣は後期第四紀の環境の『スナップショット』となる。」^{[ 5 ]}

最も広く使用されているOSL法は、シングルアリコート再生（SAR）と呼ばれています。^{[ 6 ]}