简介: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0.3MeV、剂量率为2.03×107Gy·s-1以及平均光子能量为1.0MeV、剂量率为5.32×109Gy·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.
简介:依据光纤波导中的电磁场传输基本理论,计算了光纤波导中的电磁场分布、约束系数及色散系数随折射率的变化关系,开展了γ射线对融石英材料及色散位移光纤的辐射实验。实验验证了理论计算结果,得到了折射率及色散系数随吸收剂量的变化关系。计算及实验结果均表明:1)光纤的折射率随吸收剂量的增加而增大,辐射效应使电子密度增大是折射率改变的主要因素。2)折射率的变化会引起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;在吸收剂量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。3)光纤的色散系数随吸收剂量的增加而增大,在吸收剂量0~500Gy内,光纤色散增加量呈逐渐饱和趋势;暴露在核辐射环境中的长距离光纤,其快脉冲光波信号将产生展宽畸变。