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辐射敏感光纤的红外辐射诱导衰减：温度与模态传播的影响
摘要： 我们研究了三种不同辐射敏感光纤（OFs）在高达100 Gy(SiO2)剂量下的X射线（40 keV）和γ射线（1.2 MeV）辐射响应。重点分析了掺磷（P）、铝（Al）及磷/铈（PCe）单模光纤在近红外波段（NIR）的辐射感生衰减（RIA），测试温度范围为室温至50°C。RIA水平和动力学特性强烈依赖于工作波长与光纤组分：对于P和PCe掺杂光纤，P1缺陷是RIA的主要成因，而铈共掺可降低辐射敏感性；铝掺杂光纤在近红外波段未显现特定吸收带。X射线与γ射线产生的RIA水平及动力学特征一致。RIA随剂量和温度的光谱依赖性揭示了这三种光纤在辐射探测与剂量测定中的潜力。为深入探讨导致近红外RIA的点缺陷特性，我们通过分析基模传输对各类光纤RIA光谱的影响——在合理假设纤芯RIA远大于包层RIA并计算模式限制因子（CF）的基础上，重建了纤芯材料的RIA光谱，并针对各类光纤讨论了缺陷的光谱特征。
关键词： 辐射诱导衰减、铝、光纤、磷、铈
更新于2025-09-23 15:19:57
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纯石英保偏光纤中的辐射诱导衰减
摘要： 研究了Panda型保偏纯石英芯光纤在γ射线辐照和脉冲X射线辐照下λ=1.55μm处的辐射致衰减(RIA)。首次对比了同一预制棒在嵌入应力施加棒前拉制的Panda光纤与非保偏光纤在γ辐照下的RIA光谱。发现两种光纤在近红外区的主要RIA来源均为：中心约1eV的极短寿命能带，以及由应变辅助自俘获空穴(STHs)导致的1.63eV和1.88eV经典能带的拖尾。前者在Panda光纤中的强度高出数倍，后者在非保偏光纤中稍强。~1eV能带由0.95eV和1.12eV两个高斯子能带组成。γ辐照时，该复合~1eV能带被5mW功率的1.55μm光几乎完全光漂白，导致总RIA显著降低。脉冲辐照时，大脉冲后时间(>1ms-1s)的Panda光纤RIA降至低于非保偏纯石英芯光纤创纪录的低水平，这归因于Panda光纤中应变辅助STHs浓度较低。研究表明Panda光纤中应变辅助STHs浓度随双折射值增大而增加。
关键词： 辐射诱导衰减、自陷空穴、保偏光纤
更新于2025-09-23 21:48:03
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光纤死后剂量测量的实施：概念验证
摘要： 我们描述了一种多功能系统的实现及其相应方法，用于对辐照光纤进行快速尸检光学衰减测量以实现剂量测定目的。该测量基于辐射诱导衰减（RIA）现象。我们采用双波长光时域反射仪（OTDR）配合合适的辐射敏感光纤。实验证明，使用1米长的样品可高效测量超过100 Gy(SiO2)的辐射剂量水平。若保持样品长度固定，测量精度会随辐射剂量增加而提高。我们还指出了本方法的潜在局限性，以及更广义而言——对短单模光纤样品进行精确RIA测量（在线或尸检）的相关限制。我们提出的技术方案可根据不同辐射环境进行定制调整。
关键词： 掺杂P的光纤、辐射敏感、剂量测定、辐射诱导衰减、欧洲核子研究中心
更新于2025-09-11 14:15:04
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温度和伽马射线辐照对耐辐射光纤刻写光纤布拉格光栅光学特性的影响
摘要： 一种新型耐辐射锗硅酸盐玻璃光纤被制造出来，该光纤采用纯石英玻璃缓冲层和掺硼石英玻璃内包层，专为γ射线辐照环境下的光纤布拉格光栅（FBG）温度传感器应用而设计。在γ射线辐照前，1550.5 nm处光衰减的温度依赖性及18℃至40℃范围内的布拉格反射波长偏移量分别为约4.57×10?? dB/℃和5.48 pm/℃。在35℃总剂量22.85 kGy的γ射线辐照下，1550.5 nm处的辐射诱导光衰减和布拉格反射波长偏移量分别约为0.03 dB/m和0.12 nm，其γ射线辐照灵敏度为5.25×10?3 pm/Gy。对于掺硼石英玻璃内包层FBG光纤，在18℃至40℃温度变化及35℃总剂量22.85 kGy辐照条件下，其1550.5 nm处光衰减的温度依赖性和γ射线辐照依赖性分别比无掺硼内包层FBG光纤低约6倍和4倍。此外，温度升高对掺硼内包层FBG光纤布拉格反射波长的影响（约1000倍）远大于γ射线辐照的影响。但在温度及γ射线辐照变化下，未发现对布拉格波长反射功率及半高全宽带宽（FWHM）的影响。经22.85 kGy剂量辐照后，虽未观察到折射率显著变化，但光纤中产生的残余应力略有松弛或保留。
关键词： 光纤、辐射诱导衰减、光纤布拉格光栅、温度传感器、抗辐射性
更新于2025-09-11 14:15:04