脉冲γ射线对光纤的辐射感生损耗

研究了光纤受γ射线辐照响应机制,计算了光纤对γ射线吸收率、效应截面、Compton电子的能通量及角度分布;提出了瞬态辐射感生损耗的测量方法,采用波长分别为405、660、850、1 310、1 550 nm的模拟宽带光纤传输系统,设计了瞬态辐射感生损耗的实验测量系统。在平均光子能量0.3MeV、剂量率2.03×107Gy/s和平均光子能量1.0 MeV、剂量率5.32×109Gy/s的两种脉冲γ射线辐照条件下,获得了4种光纤瞬态辐射感生损耗与剂量的关系、永久性感生损耗的谱分布和折射率变化结果:(1)脉冲γ射线对光纤的瞬态辐射感生损耗随探测波长在近红外到可见光范围内的减小而增大;(2)在相同辐照条件下,多模光纤的瞬态辐射感生损耗稍大于单模光纤;(3)辐射致光纤折射率降低;(4)在一定剂量范围内,多模光纤瞬态辐射感生损耗和剂量呈近似线性关系。研究表明,γ射线导致光纤基质原子产生新的色心和光纤折射率降低,色心对传输光子的共振吸收导致光纤吸收损耗增加,折射率降低导致光纤波导损耗增加,感生损耗是两种机制共同作用的结果。

脉冲γ射线对光纤的辐射感生损耗

研究了光纤受γ射线辐照的响应机制,计算了光纤对γ射线的吸收率、效应截面、Compton电子的能通量及角度分布;提出了瞬态辐射感生损耗的测量方法,设计了瞬态辐射感生损耗的实验测量系统.在平均光子能量为0.3 MeV、剂量率为2.03×107 Gy· s-1以及平均光子能量为1.0 MeV、剂量率为5.32×109 Gy·s-1的两种脉冲γ射线辐照条件下,获得了4种光纤瞬态辐射感生损耗与剂量的关系、永久性感生损耗的谱分布和折射率变化结果即:(1)脉冲γ射线对光纤的瞬态辐射感生损耗随探测波长在近红外到可见光范围内的减小而增大;(2)在相同辐照条件下,多模光纤的瞬态辐射感生损耗稍大于单模光纤;(3)辐射致光纤折射率变化;(4)在一定剂量范围内,多模光纤瞬态辐射感生损耗和剂量呈近似线性关系.研究表明:γ射线导致光纤基质原子产生新的色心和光纤折射率变化,色心对传输光子的共振吸收导致光纤吸收损耗增加,折射率变化导致光纤波导损耗增加,感生损耗是两种机制共同作用的结果.

光纤γ辐照感生损耗的研究

对几种国产光纤进行了γ辐照感生损耗谱的测量．发现光纤经辐照后，在０．６～０．７μｍ波段产生强烈吸收峰，在０．８～１．２μｍ区域感生损耗变化平缓，大于１．２μｍ有上升的趋势；同时给出了多模梯度光纤在０．８５μｍ波长下辐照感生损耗随辐照剂量变化的经验公式．γ辐照引起的顺磁缺陷中心导致光纤γ辐照感生损耗的产生．

用OTDR测量光纤的辐照感生损耗

暴露在离子辐射环境中的光纤会产生感生传输损耗,辐照后,需若干年才可恢复.在如此长的时间内进行辐照感生损耗的特性测量是十分困难的,但是预测光纤长时间暴露在离子辐射环境(如反应堆、医学应用、航天仪表或加速器仪表)中的光纤性能是很有必要的.本文概要介绍北大西洋公约组织(NATO)第5小组的许多实验人员、核效应试验团体(NETG)第12研究小组关于光时域反射仪进行这些测量的适用性研究.结果表明,只要按照推荐的准则使用,该方法是有效的.

石英光纤近红外波段γ辐照效应实验研究

为提高某光学干涉测量系统的耐辐射能力,开展耐辐射光纤选型实验。以剂量率为0.5 Gy·s^(-1)的稳态γ射线和剂量率为5.0×10^(9) Gy·s^(-1)、脉冲宽度约20 ns的瞬态强γ射线为辐照源,获得掺锗、掺氟耐辐射单模光纤和常规G.652光纤在工作波长1550 nm、注入光功率40 mW工况下的辐射感生损耗,结果表明,实验获得的在线辐射感生损耗数据真实可靠;在稳态γ射线作用下,掺锗和掺氟耐辐射光纤的性能差异不大,辐射感生损耗小于17 dB·km^(-1),随着辐射时间的增加,辐射损耗呈现饱和,耐辐射光纤的性能均优于常规单模G.652通信光纤;在瞬态强γ射线作用下,两个不同型号掺氟光纤的性能最优,辐射感生损耗峰值分别为471.5 dB·km^(-1)和608.6 dB·km^(-1),恢复通信时长约μs量级。掺锗光纤的瞬态辐照性能最差,辐射感生损耗峰值为2691.3 dB·km^(-1),在μs时间尺度维持感生损耗饱和状态。

基于等离子体吸收的光纤瞬态辐射损耗分析

介绍了γ射线对光纤的辐射效应,开展了稳态、瞬态γ辐射对光纤的感生损耗测量实验。计算了光纤在高剂量率脉冲γ辐射作用下的电子密度、电子与中性原子的碰撞频率、等离子体振荡频率,提出了基于低温等离子体对光波吸收的瞬态辐射感生损耗模型,计算了光纤在600～1600 nm的瞬态辐射感生损耗并与实验测量结果进行了对比分析。结果表明:(1)在1310 nm和1550 nm波长,光纤的瞬态辐射感生损耗的计算结果与实验测量结果在相同数量级,实验测量结果验证了等离子体吸收模型的适用性;(2)脉冲γ射线作用于光纤时,等离子体吸收与原子缺陷吸收同时存在,光纤的瞬态辐射感生损耗是两种机制共同作用的结果;(3)在600～1600 nm光谱范围内,随探测波长的增大,光纤的辐射感生损耗以等离子体吸收为主。

光纤γ辐照损耗效应及缺陷机制的研究

本文对三种具有代表性的国产光纤的γ辐照感生损耗效应进行了研究,得出在0.85μm 波长感生损耗随辐照剂量变化的规律。利用电子自旋共振(ESR)技术对辐照光纤的缺陷进行了研究,并对缺陷形成的过程和机制进行了分析和讨论。

脉冲γ射线对光纤的辐射效应

介绍了光纤的损耗机制和γ射线对光纤的辐射效应,设计了针对脉冲γ射线作用于光纤而产生辐射感生损耗的实验测量系统。利用平均光子能量为0.3 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率2.03×107Gy.s^-1,和平均光子能量为1.0 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率5.32×109Gy.s^-1的2种脉冲γ射线分别作用于多模和单模光纤,分别采用波长为405,660,850,1 310和1 550 nm的激光光纤传输系统对辐射感生损耗进行了测量。获得了光纤辐射感生损耗和辐射剂量的关系,并对实验结果进行分析。从实验结果可以看出：在近红外到可见光范围内,脉冲γ射线对光纤作用产生的辐射感生损耗随探测波长减小而增大;在0.1-3.5 Gy剂量范围内,多模光纤辐射感生损耗和辐射剂量呈线性关系。分析辐射对光纤的作用机制和实验结果后得出：光纤基质原子的电子能级对传输光子的共振吸收而造成吸收损耗增加;光纤折射率分布的改变从而导致波导损耗增加。

聚合物光纤辐照特性的实验研究(英文)

分析了聚合物受辐照后发生物理化学变化的机理 ,实验研究了聚苯乙烯 (PS)、聚碳酸脂 (PC)、聚甲级丙烯酸甲脂 (PMMA)三种聚合物光纤在不同辐照剂量下光传输性能的变化以及其恢复特性 在各种辐照剂量下 ,光透过率有不同程度的下降 ,经过一段时间后也有不同程度的回复 ,并且恢复主要发生在停止辐照后的较短时间内 在 10 2 Gy以下 ,辐照造成的光损伤经过一段时间基本可以恢复 ,在更高剂量的辐照下 (超过 5 10 3Gy) ,辐照对光纤造成了永久损伤 ,经过很长时间也只能恢复一部分 实验结果表明 ,PS光纤的抗辐照特性最好 。

掺锗石英光纤的稳态和瞬态γ辐射效应研究

开展了掺锗石英光纤在1.0×10^(-4)~0.5Gy(Si)/s剂量率下的稳态γ辐照实验和10~6~10~9 Gy(Si)/s剂量率下的瞬态γ辐照实验。结果表明:光纤辐射感生损耗与辐照总剂量呈饱和指数关系,与色心浓度微分方程推导出的结论相一致。在辐照总剂量相同的情况下,光纤辐射感生损耗随辐照剂量率的增大而增大。辐照期间有光注入较无光注入时的光纤辐射感生损耗低,证实了光褪色效应的存在。对实验用650、850和1 310nm 3个波长,光纤辐射感生损耗随波长的增大而减小。与光纤稳态辐射感生损耗相比,光纤瞬态辐射感生损耗要大得多;光纤瞬态辐射感生损耗峰值与脉冲总剂量呈线性关系,这与饱和指数关系在低剂量下的泰勒展开近似一致。

γ辐射对光纤波导电磁场分布的影响

开展了光纤波导中的电磁场传输理论分析,得到了光纤折射率变化对波导中电磁场分布的影响规律,建立了块状融石英材料及光纤光栅在60 Coγ辐射作用下折射率变化的测量系统,开展了折射率随辐射剂量变化及光纤模场测量实验。结果表明:光纤的折射率随γ辐射剂量的增加而增大,折射率的变化会引起波导中传输模式的场强分布变化,从而导致光纤的辐射感生波导损耗;在一定的辐射剂量范围(0～2000Gy)内,光纤仍满足弱导边界条件,能够维持对传输模式的约束能力。

光纤参数、测试及设备

TN25 95063789差动式光纤储量检测系统的静态特性测试=Thestatic characteristic testing of fiberoptic differentialstorage measuring[刊,中]/阮顺龄,苑立波,徐彦德,梁艺军(哈尔滨工程大学)//光通信技术.—1994,18(4).—312—316采用检测储罐底部和顶部压力差的方法。

聚苯乙烯塑料光纤辐照特性的实验研究

分析了聚合物受辐照后发生物理化学变化的机理 ,实验研究了聚苯乙烯 (PS)光纤在不同剂量的 γ射线辐照下光传输性能的变化以及其恢复特性。实验结果表明 ,在各种辐照剂量下 ,光透过率有不同程度的下降 ;在 10 3Gy以下 ,辐照造成的光损伤经过一段时间基本可以恢复 ;在更高剂量下 (超过 5× 10 3Gy) ,辐照对光纤造成了永久损伤 ,经过很长时间也只能恢复一部分。与聚甲基丙烯酸甲脂 (PMMA)光纤辐照实验结果相比 ,发现 PS光纤显然比 PMMA光纤的抗辐照特性要好。