[发明专利]一种抗辐射与防辐射相结合的潜望镜式光路结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗辐射与防辐射相结合的潜望镜式光路结构，尤其适用于强辐射环境下的观测与图像采集，属于核科学与技术领域。

背景技术

核电是一种清洁能源，其安全性至关重要，一旦发生泄漏，所释放出极强的放射性物质威胁着工作人员的人身安全，因此，必须依靠观测设备来维持正常持久监视涉核目标的任务。在核辐射源照射的情况下，裸露在射线下的摄像监视仪器都会由于元器件的电离辐射效应和位移辐射效应而受到损伤，导致视频信号严重变形或无信号，无法正常工作，并随之产生设备永久性损坏。针对这一问题常用的解决方法有两种：一是使用抗辐射的成像设备；二是对成像设备进行保护。目前，抗辐射的成像设备都是采用对电荷耦合器件进行抗辐射加固，这种方法涉及精密电子元器件加工，其条件苛刻、成本高，而且防护效果不稳定。而对成像设备进行保护的方法，通常采用浇铸铅层来实现，铅层的薄厚取决于辐射的强弱，但是这一做法通常导致整个装置体积增大，重量增加，携带不便。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种抗辐射与防辐射相结合的潜望镜式光路结构，以期在强辐射环境下的工作中，成像元件和成像设备能够保持长时间稳定的工作。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明抗辐射与防辐射相结合的潜望镜式光路结构，其特征是：

设置用于固定光路结构的防护框架，所述防护框架是以竖向通道和连通在竖向通道底部的水平通道构成“L”形光路通道，在所述竖向通道的左侧壁上、位于所述竖向通道的上部设置有上部左侧开口，以所述上部左侧开口作为光路通道的光路入口；在所述竖向通道的右侧壁上、位于竖向通道的下部设置有下部右侧开口，以所述下部右侧开口作为所述水平通道的光路入口；

所述防护框架为钢结构框架，在所述防护框架的外表设置以铅浇铸成型的防辐射保护层；

在所述竖向通道中，处在所述光路通道入口位置设置与水平面呈45°夹角的第一平面反射镜，呈水平入射的输入光A在所述第一平面反射镜上形成竖直向下的第一反射光B，在所述竖向通道中，处在所述第一平面反射镜的下方设置与所述第一平面反射镜相互平行的第二平面反射镜，所述第一反射光B在所述第二平面反射镜上形成朝向水平通道内的水平出射光C；

在所述水平通道的尾端，处在所述水平出射光C的光轴位置上设置抗辐射成像镜头，使得自光路入口入射的高能射线在水平通道中形成的高能射线覆盖区域是处在抗辐射成像镜头的前方；所述抗辐射成像镜头的前方是指朝向光路入口一侧的方向；固定设置在所述水平通道中的CCD相机位于所述抗辐射成像镜头的后方，在所述抗辐射成像镜头与CCD相机之间，以抗辐射光纤传像束进行信号传输。

本发明抗辐射与防辐射相结合的潜望镜式光路结构，其特征是：

所述抗辐射成像镜头的结构形式是：沿着所述水平出射光C的光轴方向，自抗辐射成像镜头的入射一侧起，依次设置第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片；在所述抗辐射成像镜头的成像面上设置光纤传像束入孔，所述抗辐射光纤传像束接入在所述光纤传像束入孔中。

本发明抗辐射与防辐射相结合的潜望镜式光路结构，其特征是：

所述第一镜片，其朝向入射一侧的镜面曲率半径为-3.9mm、背向入射一侧的镜面曲率半径为-3.4mm，沿光轴的中心厚度为4mm；

所述第二镜片，其朝向入射一侧的镜面曲率半径为-3.4mm、背向入射一侧的镜面曲率半径为-4.78mm、沿光轴的中心厚度为2.8mm；第二镜片与第一镜片之间的中心距为3.7mm；

所述第三镜片，其朝向入射一侧的镜面曲率半径为9mm，背向入射一侧的镜面曲率半径为-15.1mm、沿光轴的中心厚度为2mm；第三镜片与第二镜片之间的中心距为3.4mm；

所述第四镜片，其朝向入射一侧的镜面曲率半径为3.4mm，背向入射一侧的镜面曲率半径为5.3mm、沿光轴的中心厚度为3.2mm；第四镜片与第三镜片之间的中心距为3.7mm；所述第四镜面的中心与光纤入孔的距离为1mm。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明可用于实现强辐射环境下的观测与图像采集，经试验，在辐射总剂量达到100056.13Gy(Si)时，本发明光路结构仍然可以正常工作，没有损坏。

2、本发明通过抗辐射与防辐射相结合的光路设计，使得探测器在多一层保护的同时，可以保持长时间正常稳定的工作。