一种嵌入闪烁材料的耦合增强型X/γ射线光纤探测器

技术特征：
1.一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，包括导光光纤、对x/γ射线敏感的闪烁材料、抗反射介质膜、高反射涂层和黑化隔光层，所述导光光纤通过光纤连接器与光电倍增管的光阴极面连接，所述光电倍增管的光阴极面与光纤连接器之间使用完全隔光的黑化材料密封。2.根据权利要求1所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述光纤探测器探头的制作过程是先在导光光纤一端微加工出小孔，并将抗反射介质膜镀在小孔底面和侧壁上，然后将闪烁材料填充或灌注在镀膜的孔内，最后使用黑化隔光材料以圆弧面形状包覆这个光纤端面。3.根据权利要求1所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述导光光纤为pmma材料的阶跃折射率型聚合物光纤、石英光纤或pmma渐变折射率光纤，所述导光光纤的直径为1mm、0.5mm或2mm。4.根据权利要求2所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述微加工小孔优选形状为直径0.7mm高度0.6mm的圆柱体。5.根据权利要求1所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述x/γ射线敏感的闪烁材料可选用无机闪烁材料、有机闪烁体或量子点发光材料，无机闪烁材料为csi（tl）、nai（tl）、zns（ag）或gd2o2s:tb，有机闪烁体为st401或bc422q，量子点发光材料为量子尺寸下的zns量子点材料。6.根据权利要求2所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述抗反射介质膜的厚度为闪烁材料典型闪烁光波长的1/4，并且抗反射介质膜的折射率为镀膜处分界面两侧介质折射率的几何平均值。7.根据权利要求6所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述抗反射介质膜设置成三层膜来拓宽抗反射的频带宽度，分界面上的底层膜厚度为闪烁材料典型闪烁光波长的1/4，中间层的膜厚度为闪烁材料典型闪烁光波长的1/2，最外层的膜厚度为闪烁材料典型闪烁光波长的1/4。8.根据权利要求2所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述高反射涂层是原位生长而成的氧化铝薄板，或者是在分界面上覆盖胶粘剂然后蘸取tio2颗粒形成的光亮镜面。9.根据权利要求2所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述高反射涂层是较高折射率层与较低折射率层交错而成的分布式bragg反射器，且每层的厚度为闪烁材料典型闪烁光波长的1/4。10.根据权利要求1所述的一种嵌入闪烁材料的耦合增强型x/γ射线光纤探测器，其特征在于，所述黑化隔光层的隔光密封过程是先将纳米石墨烯均匀掺杂在环氧树脂胶中，然后将其注入圆弧顶模具中，最后插入光纤对其端面灌封，其中纳米石墨烯与环氧树脂胶的内部悬浮掺杂体积比例为1:5，表面嵌入的面积掺杂比例大于2:3。

技术总结
本发明提供了一种嵌入闪烁材料的耦合增强型X/γ射线光纤探测器，涉及核辐射检测领域，解决了闪烁光耦合进光纤效率低和测量角度依赖性问题。耦合增强型X/γ射线光纤探测器的探头是在聚合物光纤的一端微加工出小孔，先在小孔底面和侧壁上镀一层抗反射介质膜，然后在孔内灌装或填充闪烁材料，最后给光纤的这个端面再镀一层高反射涂层并使用纳米石墨烯掺杂的环氧树脂胶进行隔光封装。本发明设计的光纤探测器中的抗反射介质膜可以显著降低入射面的杂散光，高反射涂层可以高效反射非传导方向的闪烁光，且隔光封装材料可以完全隔绝外界杂散自然光。这都极大的增强了材料闪烁光耦合进光纤的效率，避免了相关干扰因素，提高了X/γ射线探测器的灵敏度。射线探测器的灵敏度。射线探测器的灵敏度。


技术研发人员：张洪泉 喻均昌 牛洪欣 张凯 汪建 许德新 张洪岩
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2022.10.10
技术公布日：2022/12/9