[发明专利]基于掺杂光纤自激辐射的辐射剂量仪

说明书

本发明公开了一种基于掺杂光纤自激辐射的辐射剂量仪，泵浦光源、计算机和探测电路连接，计算机控制泵浦光源产生泵浦激光并出射至耦合器，耦合器将泵浦激光分成两束，一束进入敏感光纤支路，另一束进入参考光纤支路，敏感光纤支路由波分复用器、反射镜、敏感光纤、波分复用器、探测器组成，参考光纤支路由波分复用器、反射镜、参考光纤、波分复用器、探测器组成，探测器与探测电路连接，探测电路将光信号转化为电信号，并且进行滤波放大，输出到计算机，计算机对光纤衰减数据进行处理，解调出辐照剂量信息，并进行显示和储存。本发明基于掺杂光纤的自激辐射发光效应，利用泵浦光和增益光双波长的辐射致衰减效应测量辐射，增加了辐射敏感度。

技术领域

本发明涉及辐射测量技术领域，特别是指一种基于掺杂光纤自激辐射的辐射剂量仪。

背景技术

随着核电的越来越广泛应用，核废料的妥善处理成为一个重要问题，核泄漏将会造成灾难性后果。因此，核废料贮藏室的辐射水平监测显得尤为重要。此外，核反应堆附近的辐射监测也是保证核设施安全运行的首要前提。

现有的辐射测量仪大多是个人剂量仪或者是医用高精度低剂量的辐射测量仪器，无法满足工业用大剂量辐射的远程实时监测。而基于光纤辐射致衰减效应的辐射传感器一般采用特制掺杂光纤，成本昂贵，基于普通商用光纤的辐射传感器往往精度不够。

发明内容

本发明提出一种基于掺杂光纤自激辐射的辐射剂量仪，解决了现有技术中普通商用光纤的辐射传感器往往精度不够的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于掺杂光纤自激辐射的辐射剂量仪，包括泵浦光源、耦合器、参考光纤、敏感光纤、波分复用器、反射镜、探测器、探测电路和计算机；所述泵浦光源、计算机和探测电路连接，所述计算机控制泵浦光源产生泵浦激光并进入耦合器的输入端，耦合器将泵浦激光分成两束，一束进入敏感光纤支路，另一束进入参考光纤支路，所述敏感光纤支路由与耦合器输出端连接的波分复用器、与波分复用器输入端连接的反射镜、与波分复用器输出端连接的敏感光纤、波分复用器、探测器依次组成，所述参考光纤支路由与耦合器输出端连接的波分复用器、反射镜、与波分复用器输出端连接的参考光纤、波分复用器、探测器依次组成，探测器的输出端与探测电路的输入端连接，探测电路将光信号转化为电信号，并且进行滤波放大，输出到计算机，计算机对光纤衰减数据进行处理，解调出辐照剂量信息，并进行显示和储存。

作为本发明的一个优选实施例，探测器在某一时刻接收到敏感光纤支路和参考光纤支路输出光信号的光功率分别为P_s和P_r，则此时辐射导致的衰减为

根据辐射致衰减与辐照剂量的近似关系A(D)＝cD解调出辐照剂量信息D，c为实验测量得到的常数。

作为本发明的一个优选实施例，所述敏感光纤为掺稀土光纤，敏感光纤对泵浦激光和激发光两个波段的光衰减具有辐射依赖性，激发光的增益与泵浦光的衰减相关。

作为本发明的一个优选实施例，敏感光纤支路和参考光纤支路在光源不稳定的时候变化情况一致。

作为本发明的一个优选实施例，所述敏感光纤支路和参考光纤支路的反射镜分别与光纤输入端的波分复用器连接或与光纤输出端的波分复用器连接。

本发明的有益效果在于：

1、基于掺杂光纤的自激辐射发光效应，利用泵浦光和增益光双波长的辐射致衰减效应测量辐射，增加了辐射敏感度。

2.本发明在光路中加入了反射镜，充分利用敏感光纤中前向和后向的增益光来提高检测信号的强度从而提高传感系统的信噪比和动态范围。

3.本发明同时测量泵浦光和增益光并对测量结果进行数据融合和对比从而实现高精度高可靠性的测量，同时，对泵浦光的监测可以用来感知传感系统的自身工作状态并报警。