[发明专利]一种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针

说明书

本发明是一种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针，属于光纤传感应用领域，主要用于放疗辐射剂量监控或核安全领域。本发明包括含荧光闪烁材料的光纤探头、传输光纤、光纤耦合器、泵浦光源、光电检测器件等。通过将泵浦光源发出的泵浦光沿传输光纤到达含荧光闪烁材料的光纤探头，激励荧光材料发出荧光，荧光信号沿传输光纤和光纤耦合器到达光电检测器件，实现对光纤弯曲损耗的监视和补偿。这种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针在使用中，可以避免光纤辐射探针发生弯曲等原因出现的信号衰减，提高辐射测量的准确性和稳定性。

技术领域

本发明是一种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针，属于光纤传感应用领域，主要用于放疗辐射剂量监控或核安全领域。

背景技术

光纤传感器以其抗电磁干扰、耐恶劣环境、远程测量、体积小等先天优势从众多传感器中脱颖而出，成为现代传感技术的重要方向。光纤辐射探针利用嵌入荧光闪烁材料，可以在辐射环境下产生荧光，从而可以通过检测荧光信号得到辐射剂量等相关信息。

恶性肿瘤是当今重要的疾病并且致死率极高的病症之一，放射治疗是当今治疗恶性肿瘤的一种有效的手段，它通过一种乃至多种电离辐射对恶性肿瘤进行照射，从而起到杀死肿瘤细胞的作用。精确放疗技术不仅能够给予肿瘤区域足够且精准的放射剂量，有效控制肿瘤发生，还能够减少对周围正常细胞、组织和器官的辐射剂量，极大使正常组织的经射线照射后所产生的影响有所下降。而传统的辐射剂量检测标准设备为电离室，由于其体积较大、需要高压电源、高剂量测定需要较多校正因子等原因，无法做到体内实时检测，光纤X射线传感器具有灵敏度高、线性度好、信噪比高、角度依赖性低、无辐射漏电等优点，而且由于尺度小、布设灵活，既可以应用于体表、也可以进入体内测试；既可以进行单点测试、又可以构成晨检仪等阵列进行测试(发明专利“肿瘤X射线放射治疗中嵌入式辐射剂量检测光纤探针”，ZL.201510166373.0)。光纤探头的原理是使用荧光材料封装在光纤一头，并进行封胶，当荧光体接收到电离辐射的时候可以发出荧光，发出的荧光信号可以直接通过光纤传输到光电检测器件中，由得到的荧光信号的强度可以得到当前辐射的剂量。

现有研究表明目前现用的荧光材料在受到紫外等短波辐射激励时也会发出荧光，由此可设计出一种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针，使用特定强度泵浦光耦合进入传输光纤，激励在传输光纤另外一端的荧光闪烁物质，发出荧光。荧光沿传输光纤返回，经光纤耦合器进入光电检测器件，得到荧光信号强度。对比泵浦光源的强度，可确定比值来评测传输光纤因为弯曲等原因造成的损耗。

在泵浦光源附近有光强检测器件，监控泵浦光强度，用来与光电检测器件收到的荧光强度进行比较，得到传输光纤损耗并补偿泵浦光强度的波动。

光纤耦合器是对光信号实现分路、合路和分配的无源器件。根据使用光纤种类的不同，可以采用不用类型的光纤耦合器，关键在于耦合器分光指标稳定，可以将泵浦光和荧光信号有效分离。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针，可用于癌症放射治疗或核辐射监控，利用加入泵浦光及分光装置实现光纤弯曲附加损耗的有效补偿。

一种带弯曲损耗补偿的光纤辐射探针，包括泵浦光源1-1、第一光电检测器件1-2、光纤耦合器1-3、含荧光闪烁材料的光纤探头1-4、传输光纤1-5、第二光电检测器件1-6、信号处理单元1-7，光纤耦合器双光纤端其中一条光纤与泵浦光源相连，另一条与第一光电检测器件相连；第一光电检测器件与信号处理单元相连；信号处理单元与第二光电检测器件相连；光纤耦合器单光纤端与传输光纤相连；传输光纤与含荧光闪烁材料的光纤探头相连。

所述的含荧光闪烁材料的光纤探头包括传输光纤2-1、荧光闪烁材料2-2、光纤端封胶2-3，荧光闪烁材料内嵌于传输光纤端头，光纤端封胶贴合荧光闪烁材料，封于传输光纤端头表面。

所述的荧光闪烁材料为在相应波段的光激发下可产生荧光信号的材料。

所述的泵浦光源为紫外光源。