[发明专利]一种光纤辐照监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种光纤辐照监测装置及方法，其光纤辐照监测装置包括：光纤激光器，由光纤激光器射出的信号激光的输出功率不小于500W、光束质量因子M²小于1.5；多模光纤；包层光滤除器，包层光滤除器的外侧封装有金属封装层；温度传感器，温度传感器布置于金属封装层；温度数据处理器，温度数据处理器与温度传感器连接；以及，热电材料吸收体；光纤激光器射出的信号激光耦合至多模光纤的纤芯；多模光纤和包层光滤除器耦合连接，使得在多模光纤的纤芯中传输的信号激光耦合至包层光滤除器，并射入热电材料吸收体；在多模光纤的内包层中传输的包层光被包层光滤除器滤出至金属封装层。本发明实现了大剂量辐照环境的长时间有效监测。

技术领域

本发明属于核辐射监测技术领域，更具体地，涉及一种光纤辐照监测装置及方法。

背景技术

目前核探测技术主要包括气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器以及光纤探测器。其中光纤探测器克服了电子器件和电信号对环境的高敏感性，且光信号在光纤中传输损耗比较低，因此光纤探测器非常适合长距离铺设和监测。

但是在实际应用中光纤探测器还没有得到广泛的推广，其中一个重要的原因是因为普通的辐照敏感的光纤辐照饱和剂量小，不合适大剂量辐照探测，对于高辐照敏感光纤（剂量率为0.01Gy/h）而言，其辐照饱和剂量只有10Gy左右，在实际应用需要频繁的更换光纤，增加维护成本。但要实现光纤辐照监测系统对大剂量辐照环境长时间有效的监测，监控的物理参数需要具有很高的辐照饱和值，因此，现有光纤因其辐照易饱和而无法监测大剂量、大剂量率的核探测，严重阻碍了光纤探测器的发展和推广。

因此，怎样实现不具有很高辐照饱和值的光纤能够监测大剂量和大剂量率的高辐照是本领域技术人员亟待解决的难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种光纤辐照监测装置及方法。

本发明公开了一种光纤辐照监测装置，包括：

用于发射信号激光的光纤激光器，由所述光纤激光器射出的信号激光的输出功率不小于500W、光束质量因子M²小于1.5；

多模光纤；

包层光滤除器，所述包层光滤除器的外侧封装有金属封装层；

温度传感器，所述温度传感器布置于所述金属封装层，用以测量所述金属封装层的温度；

温度数据处理器，所述温度数据处理器与所述温度传感器连接；以及，

热电材料吸收体；

所述光纤激光器射出的信号激光耦合至所述多模光纤的纤芯；所述多模光纤和所述包层光滤除器耦合连接，使得在所述多模光纤的纤芯中传输的信号激光耦合至所述包层光滤除器，并射入所述热电材料吸收体；在所述多模光纤的内包层中传输的包层光被所述包层光滤除器滤出至所述金属封装层。

可选地，还包括合束器，所述光纤激光器射出的信号激光经所述合束器耦合至所述多模光纤的纤芯。

可选地，还包括用于发射漂白光的漂白光源，所述漂白光源射出的漂白光经所述合束器耦合至所述多模光纤的内包层，所述内包层套接于所述纤芯的外侧。

可选地，所述多模光纤为三包层光纤，其包括由内而外依次设置的所述纤芯，由掺氟的二氧化硅构成的所述内包层，第二包层以及第三包层；所述纤芯的折射率大于所述内包层的折射率；所述内包层的折射率大于所述第二包层的折射率；所述第二包层的折射率小于所述第三包层的折射率。

可选地，所述包层光滤除器的输入光纤和输出光纤均为双包层光纤，所述双包层光纤的纤芯尺寸大于所述多模光纤的纤芯尺寸，所述双包层光纤的内包层尺寸大于所述多模光纤的内包层尺寸；所述双包层光纤的纤芯数值孔径大于所述多模光纤的纤芯数值孔径。